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辽宁科技学院本科生毕业设计（论文）任务书题目：张力控制变频收卷的控制系统专题：系别：电信与信息工程学院专业：测控技术与仪器班级：测控BG08学生姓名：学号：指导教师：丁英丽2011年12月22日一、设计（论文）的主要任务与内容（含专题）用变频器做恒张力控制的实质是闭环矢量控制，即加编码器反馈。
对收卷来说，收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。
同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。
即小卷启动的瞬间、加速、减速、停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。
具体要求如下：1.学习掌握西门子PLC编程设计和变频器的相关技术知识。
2.查阅相关技术资料，结合工况完成PLC的选型。
3.提出设计系统的具体方案4.选择合适的变频器，设计出西门子S7-300的程序，构成张力控制系统。
5.给出设计的主要设计思想，完成软件的总体流程设计。
6.学会相关资料的检索，翻译一篇与课题内容相关的英文资料。
二、设计（论文）的基本要求1.利用图书馆、网络等途径进行必要的文献检索，完成本次设计所需的器件的选型，进行规范的理论设计，方案论证合理。
2.培养自身的灵活实际应用能力和创新精神，例如，可在收卷之前加一些剪切材料的设计，剪刀类型可自行选择。
3.在设计中应有一定的实际工作体现，例如方案设计，硬件独创的论证与设计等。
4.论文工作量要足够，符合学校有关规定。
5.翻译一篇与课题内容相关的英文资料。
三、推荐参考文献（一般4～6篇，其中外文文献至少1篇）[1]《可编程序控制器原理及应用》钟肇新彭侃编华南理工大学出版社2001[2] 《电气与可编程序控制器技术》汤以范主编机械工业出版社2004[3] 《电工电子选训教程》董儒胥主编上海交通大学出版社2006[4] 《机床电气及可编程序控制器实验、课程设计指导书》郁汉琪主编高等教育出版社2001[5] 《矢量闭环控制恒张力收放卷系统及其在工业上的应用》姚晴洲湖州职业技术学院理工分院[6] 《变频技术与应用》李良仁电子工业出版社 2009四、进度要求五、专业教研室审核意见教研室主任签字：年月日六、教学系审核意见教学副主任签字：年月日注：1．本任务书由指导教师编制完成，经教研室及所在系审核同意后生效。
第二章 张力控制原理介绍 2．1 典型收卷张力控制示意图22．2 张力控制方案介绍对张力的控制有两个途径，一是可控制电机的输出转矩，二是控制电机转速，对应这两个途径，MD330设计了两种张力控制模式。
1、开环转矩控制模式开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与开环矢量或闭环矢量无关。
转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。
根据公式F=T/R（其中F为材料张力，T为收卷轴的扭矩，R为收卷的半径），可看出，如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。
MD系列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配PG卡）。
2、与开环转矩模式有关的功能模块：1）张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。
张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。
2）卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。
3）转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。
摩3擦补偿可以克服系统阻力对张力产生的影响。
3、闭环速度控制模式闭环是指需要张力（位置）检测反馈信号构成闭环调节，速度控制模式是指变频器根据反馈信号调节输出频率，而达到控制目的，速度模式变频器可工作在无速度传感器矢量控制、有速度传感器矢量控制和V/F控制三种方式中的任何一种。
台达变频器工作原理
台达变频器是一种电力设备，主要用于调节交流电机的转速和控制电机的运行。
其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 交流电输入：变频器首先接收来自电网的交流电信号。
2. 整流：交流电信号经过整流电路，将交流电转换为直流电。
通过整流电路，将电源输入的交流电转换为直流电，为后续的逆变器提供驱动能量。
3. 逆变：直流电通过逆变电路，将直流电转换为高频交流电。
逆变电路是变频器的核心部分，它将直流电转换为具有可调频率和可调幅度的交流电，实现电机的转速控制。
4. 控制：变频器根据操作者设定的转速需求，通过内部控制系统控制逆变电路的频率和幅度，从而调节电机的转速。
5. 输出：逆变电路输出的高频交流电信号，经过电机驱动电缆传输到电机上，驱动电机的转动。
在整个工作过程中，变频器通过改变输出频率、电压和电流的参数，来实现对电机的精确控制。
通过调节变频器的工作参数，可以实现电机转速的高效调节，从而满足实际应用的需求。
第二章 张力控制原理介绍 2．1 典型收卷张力控制示意图22．2 张力控制方案介绍对张力的控制有两个途径，一是可控制电机的输出转矩，二是控制电机转速，对应这两个途径，MD330设计了两种张力控制模式。
1、开环转矩控制模式开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与开环矢量或闭环矢量无关。
转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。
根据公式F=T/R（其中F为材料张力，T为收卷轴的扭矩，R为收卷的半径），可看出，如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。
MD系列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配PG卡）。
2、与开环转矩模式有关的功能模块：1）张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。
张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。
2）卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。
3）转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。
摩3擦补偿可以克服系统阻力对张力产生的影响。
3、闭环速度控制模式闭环是指需要张力（位置）检测反馈信号构成闭环调节，速度控制模式是指变频器根据反馈信号调节输出频率，而达到控制目的，速度模式变频器可工作在无速度传感器矢量控制、有速度传感器矢量控制和V/F控制三种方式中的任何一种。
台达变频器原理
台达变频器是一种应用于电机控制的电气设备。
变频器的工作原理是将电源输入的交流电转换为可调节频率和电压的交流电输出，以控制电机的速度和扭矩。
变频器由整流器、滤波器、逆变器和控制单元组成。
整流器将电源输入的交流电转换为直流电，并通过滤波器进行滤波以消除电源波动和噪音。
逆变器则将直流电转换为可调节频率和电压的交流电输出，以驱动电机。
控制单元通过接收用户设定的参数和采集电机运行状态的反馈信号，控制逆变器的输出来实现电机的精确控制。
在变频器的工作中，控制单元根据用户设定的运行参数（如转速和扭矩）生成相应的控制信号，通过改变逆变器的输出频率和电压来实现电机的加速、减速和停止等操作。
此外，控制单元还可以根据电机的实际运行状况进行自我调节，从而提高电机的效率和性能。
台达变频器具有多种保护功能，如过压保护、过流保护和过热保护等，可以保护电机免受损坏。
同时，变频器还具有节能的特点，能够根据实际需要调整电机的运行状态，降低无负载运行时的能耗。
总之，台达变频器通过改变电源输入的频率和电压，实现对电机速度和扭矩的精确控制。
它在电机控制方面具有重要的应用价值，能够提高电机的运行效率和性能，同时降低能耗，延长设备的使用寿命。
第二章 张力控制原理介绍 2．1 典型收卷张力控制示意图22．2 张力控制方案介绍对张力的控制有两个途径，一是可控制电机的输出转矩，二是控制电机转速，对应这两个途径，MD330设计了两种张力控制模式。
1、开环转矩控制模式开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与开环矢量或闭环矢量无关。
转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。
根据公式F=T/R（其中F为材料张力，T为收卷轴的扭矩，R为收卷的半径），可看出，如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。
MD系列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配PG卡）。
2、与开环转矩模式有关的功能模块：1）张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。
张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。
2）卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。
3）转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。
摩3擦补偿可以克服系统阻力对张力产生的影响。
3、闭环速度控制模式闭环是指需要张力（位置）检测反馈信号构成闭环调节，速度控制模式是指变频器根据反馈信号调节输出频率，而达到控制目的，速度模式变频器可工作在无速度传感器矢量控制、有速度传感器矢量控制和V/F控制三种方式中的任何一种。
10本文从应用的角度阐述了当前技术条件下，矢量变频技术在卷取传动中运用和设计的方法和思路。
有较强的实用性和理论指导性。
关键词：张力变频矢量转矩卷径引言：在工业生产的很多行业，都要进行精确的张力控制，保持张力的恒定，以提高产品的质量。
诸如造纸、印刷印染、包装、电线电缆、光纤电缆、纺织、皮革、金属箔加工、纤维、橡胶、冶金等行业都被广泛应用。
在变频技术还没有成熟以前，通常采用直流控制，以获得良好的控制性能。
随着变频技术的日趋成熟，出现了矢量控制变频器、张力控制专用变频器等一些高性能的变频器。
其控制性能已能和直流控制性能相媲美。
由于交流电动机的结构、性价比、使用、维护等很多方面都优于直流电动机，矢量变频控制正在这些行业被越来越广泛的应用，有取代直流控制的趋势。
张力控制的目的就是保持线材或带材上的张力恒定，矢量控制变频器可以通过两种途径达到目的：一、通过控制电机的转速来实现；另一种是通过控制电机输出转矩来实现。
速度模式下的张力闭环控制速度模式下的张力闭环控制是通过调节电机转速达到张力恒定的。
首先由带（线）的线速度和卷筒的卷径实时计算出同步匹配频率指令，然后通过张力检测装置反馈的张力信号与张力设定值构成PID闭环，调整变频器的频率指令。
同步匹配频率指令的公式如下：F=（V×p×i）/（π×D）其中：F 变频器同步匹配频率指令V 材料线速度p 电机极对数（变频器根据电机参数自动获得）i 机械传动比D 卷筒的卷径变频器的品牌不同、设计者的用法不同，获得以上各变量的途径也不同，特别是材料的线速度（V）和卷筒的卷径（D），计算方法多种多样，在此不一一列举。
这种控制模式下要求变频器的PID调节性能要好，同步匹配频率指令要准确，这样系统更容易稳定，否则系统就会震荡、不稳定。
这种模式多用在拉丝机的连拉和轧机的连轧传动控制中。
若采用转矩控制模式，当材料的机械性能出现波动，就会出现拉丝困难，轧机轧不动等不正常情况。
收卷张力控制摘要：一：力矩电机，力矩控制器。
力矩电机是一种具有软件机械特性，和宽调速范围的特种电机。
并且以恒转矩输出。
二：变频电机，利用矢量型变频器做变频电机的转矩控制，使变频电机处于恒转矩输出。
具有速度反馈的控制方式其转矩控制的精度更高。
三：利用压力传感器，或者位置传感器来检测传动负载的张力，作为反馈信号通过PID过程控制的计算，使放卷与收卷保持相对应的速度来达到传动负载恒张力的控制。
放卷与收卷均采用变频器转速控制或者变频器PID控制。
以上三种都是收卷张力控制，在实际生产中各有优缺点，现将这三种电气控制的方法进行阐述和比较。
关键词：力矩电机，变频矢量转矩控制，过程PID控制，张力传感器。
正文：在纺织，电线电缆，金属制品加工，造纸，橡胶等行业中通常需要将产品卷绕在卷筒（铁盘，木盘）上。
卷绕的直径从始至末由小变大，为保持传动负载（被卷绕产品）张力均衡（机线速度不变）就要求卷筒的转速越越小，卷绕力越卷越大,。
产品绕卷时卷筒的直径逐渐增大（负载转矩增大）。
在整个过程中保持被卷产品的张力不变十分重要，若张力过大会将产品（如线材，纸制品）拉细或者断裂亦或者产品厚度，直径等不均匀工艺要求达不到要求。
而张力过小则可造成卷绕松弛不能保证产品的收卷。
为了使产品在卷绕过程中张力保持不变，必须在产品卷绕到卷盘上的盘径增大时驱动卷盘的电机的输出力矩也要增大，同时保持卷绕的线速度不变，那么电机的转速也要逐步减小。
需要达到上述要求的控制，在实际应用中通常采用力矩电机控制，变频电机转矩控制，以及张力传感器的PID调速控制。
现将这三种控制方法在实际应用中的优缺点进行比较，并且分析这三种控制方式在使用过程中的注意点。
第一力矩电机：力矩电机是一种具有软机械特性和宽调速范围的特种电机。
这种电机的轴不是以恒功率输出动力而是以恒力矩输出动力,当负载增加时，电动机的转速能自动的随之降低，而输出力矩增加，保持与负载平衡。
力矩电机的堵转矩高，堵转电流小，能承受一定时间的堵转运行。
摘要张力控制是生产过程中极其重要的一环，良好的张力控制能够确保产品质量，提高生产效率。
本文主要介绍了张力控制变频收卷的控制原理。
此技术能够保证收卷的整个过程很稳定,避免小卷时张力过大；大卷启动时张力过小的现象。
收卷中张力的控制就现在来说还是个难题，文章中基于建立的数学模型，介绍了变频收卷的原理,按照一定的控制策略进行数据处理，实时调整控制信号。
通过PLC进行卷径的计算，改变变频器的输出频率，对电机进行控制。
对收卷而言，随着卷径的逐渐增大，转矩的值也随之增大，变频器输出的速度将随之减少，符合收卷的基本原理，同时张力也在控制之中。
系统实现了收卷张力的工艺定量化，完成了转矩和速度的自动跟踪转变。
为了改进系统的控制性能，我们必须改进控制的策略。
在收卷系统中，传统的PI控制不能够很好地满足张力控制的精度，稳定程度。
所以文章在最后提出了模糊自适应PID控制方法，应该是以后张力控制算法的主流研究方向。
关键词：变频器，收卷，张力控制ABSTRACTGood tension control improves product quality and productivity。
The article introduces the control principle of tension controlled variable frequency。
This technology makes the whole winding process stable and avoids the over tension of small winding and keep tension not getting too small in big rolling。
The control of tension upon rolling-up is the conundrum at present。
This article not only based the math model，but also introduced the project of invariable tension control according PLC which calculated the rolling diameter and adjusted the output frequency of transducer。
精心整理张力控制1.什么是张力控制：所谓的张力控制，通俗点讲就是要能控制电机输出多大的力，即输出多少牛顿。
反应到电机轴即能控制电机的输出转距。
2.3.2.真正的张力控制不同于靠前后两个动力点的速度差形成张力的系统，靠速度差来调节张力的实质是对张力的PID控制，要加张力传感器。
而且在大小卷启动、停止、加速、减速、停车时的调节不可能做到象真正的张力控制的效果，张力不是很稳定。
肯定会影响生产出产品的质量。
4.5.用变频器做恒张力控制的实质是死循环矢量控制，即加编码器反馈。
对收卷来说，收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。
同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。
即小卷启动的瞬间，加速，减速，停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。
6.7.二．张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求8.9.1．传统收卷装置的弊端10.纺织机械如：浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。
传统的收卷都是采用机械传动，因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的，据了解，用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。
而且经常要维护，维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。
尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的，如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。
在这种情况下，张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统。
11.12.2．张力控制变频收卷的工艺要求13.*在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。
张力的单位为：牛顿或公斤力。
14.*在启动小卷时，不能因为张力过大而断纱；大卷启动时不能松纱。
15.*在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。
16.*要求将张力量化，即能设定张力的大小（力的单位），能显示实际卷径的大小。
17.18.3．张力控制变频收卷的优点19.*张力设定在人机上设定，人性化的操作,单位为力的单位:牛顿.20.*使用先进的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径激活时张力的线性递加;21.张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等.22.*卷径的实时计算，精确度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。
台达张力控制变频收卷的控制原理一、前言:用变频器做恒张力控制的实质是闭环矢量控制，即加编码器反馈。
对收卷来说，收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。
同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。
即小卷启动的瞬间、加速、减速、停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。
二、张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求2.1 传统收卷装置的弊端纺织机械如：浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。
传统的收卷都是采用机械传动，因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的，据了解，用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。
而且经常要维护，维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。
尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的，如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。
在这种情况下，张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统。
2.2 张力控制变频收卷的工艺要求（1）在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。
张力的单位为：牛顿或公斤力。
（2）在启动小卷时，不能因为张力过大而断纱；大卷启动时不能松纱。
（3）在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。
（4）要求将张力量化，即能设定张力的大小（力的单位），能显示实际卷径的大小。
2.3 张力控制变频收卷的优点（1）张力设定在人机上设定，人性化的操作，单位为力的单位：牛顿。
（2）使用先进的控制算法：卷径的递归运算；空心卷径激活时张力的线性递加；张力锥度计算公式的应用；转矩补偿的动态调整等等。
（3）卷径的实时计算，精确度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。
并且在计算卷径时加入了卷径的递归运算，在操作失误的时候，能自己纠正卷径到正确的数值。
径时加入了卷径的递归运算，在操作失误的时候，能自己纠正卷径到正确的数值。
（4）因为收卷装置的转动惯量是很大的，卷径由小变大时。
如果操作人员进行加速、减速、停车、再激活时很容易造成爆纱和松纱的现象，将直接导致纱的质量。
而进行了变频收卷的改造后，在上述各种情况下，收卷都很稳定，张力始终恒定。
而且经过PLC的处理，在特定的动态过程，加入一些动态的调整措施，使得收卷的性能更好。
（5）在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷，非常简便而且造价低，基本上不需对原有机械进行改造。
改造周期小，基本上两三天就能安装调试完成。
（6）克服了机械收卷对机械磨损的弊端，延长机械的使用寿命。
方便维护设备。
图1 系统构成及系统框图三、变频收卷的控制原理及调试过程3.1 卷径的计算原理根据V1=V2来计算收卷的卷径。
因为V1=ω1*R1, V2=ω2*Rx。
因为在相同的时间内由测长辊走过的纱的长度与收卷收到的纱的长度是相等的。
即L1/Δt=L2/Δt，Δn1*C1=Δn2*C2/i(Δn1---单位时间内牵引电机运行的圈数、Δn2---单位时间内收卷电机运行的圈数、C1---测长辊的周长、C2---收卷盘头的周长、i---减速比) Δn1*π*D1=Δn2*π*D2/i D2=Δn1*D1*i/Δn2，因为Δn2=ΔP2/P2(ΔP2---收卷编码器产生的脉冲数、P2---收卷编码器的线数)。
Δn1=ΔP1/P1取Δn1=1，即测长辊转一圈，由霍尔开关产生一个信号接到PLC。
那么 D2=D1*i*P2/ΔP2，这样收卷盘头的卷径就得到了。
生的脉冲数、P2---收卷编码器的线数)。
Δn1=ΔP1/P1取Δn1=1，即测长辊转一圈，由霍尔开关产生一个信号接到PLC。
那么D2=D1*i*P2/ΔP2，这样收卷盘头的卷径就得到了。
3.2收卷的动态过程分析要能保证收卷过程的平稳性，不论是大卷、小卷、加速、减速、激活、停车都能保证张力的恒定。
需要进行转矩的补偿。
整个系统要激活起来，首先要克服静摩擦力所产生的转矩，简称静摩擦转矩，静摩擦转矩只在激活的瞬间起作用；正常运行时要克服滑动摩擦力产生地滑动摩擦转矩，滑动摩擦转矩在运行当中一直都存在，并且在低速、高速时的大小是不一样的。
需要进行不同大小的补偿，系统在加速、减速、停车时为克服系统的惯量，也要进行相应的转矩补偿，补偿的量与运行的速度也有相应的比例关系。
在不同车速的时候，补偿的系数是不同的。
即加速转矩、减速转矩、停车转矩、激活转矩；克服了这些因素，还要克服负载转矩，通过计算出的实时卷径除以2再乘以设定的张力大小，经过减速比折算到电机轴。
这样就分析出了收卷整个过程的转矩补偿的过程。
总结:电机的输出转矩=静摩擦转矩(激活瞬间)+滑动摩擦转矩+负载转矩。
（1）在加速时还要加上加速转矩；（2）在减速时要减去减速转矩。
（3）停车时，因为是通过程控减速至设定的最低速，所以停车转矩的补偿同减速转矩的处理。
3.3转矩的补偿标准（1）静摩擦转矩的补偿因为静摩擦转矩只在激活的瞬间存在，在系统激活后就消失了。
因此静摩擦转矩的补偿是以计算后电机输出转矩乘以一定的百分比进行补偿。
（2）滑动摩擦转矩的补偿滑动摩擦转矩的补偿在系统运行的整个过程中都是起作用的。
补偿的大小以收卷电机的额定转矩为标准。
补偿量的大小与运行的速度有关系。
所以在程序中处理时，要分段进行补偿。
（3）加减速、停车转矩的补偿补偿硬一收卷电机的额定转矩为标准，相应的补偿系数应该比较稳定，变化不大。
3.4计算当中的公式计算（1）已知空芯卷径Dmin=200mm，Dmax=1200mm；线速度的最大值Vmax=90m/min，张力设定最大值Fmax=50kg(约等于500牛顿)；减速比i=9；速度的限制如下:因为:V=π*D*n/i(对于收卷电机)=>收卷电机在空芯卷径时的转速是最快的。
所以:90=3.14*0.2*n/9=>n=1290r/min；（2）因为我们知道变频器工作在低频时,交流异步电机的特性不好,激活转矩低而且非线性。
因此在收卷的整个过程中要尽量避免收卷电机工作在2HZ以下。
因此:收卷电机有个最低速度的限制。
计算如下:对于四极电机而言其同步转速为:n1=60f1/p=>n1=1500r/min。
=>2HZ/50HZ=N/1500=>n=60r/min。
当达到最大卷径时，可以求出收卷整个过程中运行的最低速。
V=π*D*n/i=>Vmin=3.14*1.2*60/9=25.12m/min。
张力控制时，要对速度进行限制,否则会出现飞车。
因此要限速。
（3）张力及转矩的计算如下:如果F*D/2=T/I=>F=2*T*i/D对于22KW的交流电机,其额定转矩的计算如下:T=9550*P/n=>T=140N.m。
所以Fmax=2*140*9/0.2=12600N。
(其中P为额定功率，n为额定转速)。
（4）调试过程：·先对电机进行自整定，将电机的定子电感、定子电阻等参数读入变频器。
·将编码器的信号接至变频器，并在变频器上设定编码器的线数。
然后用面板给定频率和启停控制，观察显示的运行频率是否在设定频率的左右波动。
因为运用死循环矢量控制时，运行频率总是在参考编码器反馈的速度，最大限度的接近设定频率，所以运行频率是在设定频率的附近震荡的。
·在程序中设定空芯卷径和最大卷径的数值。
通过前面卷径计算的公式算出电机尾部所加编码器产生的最大脉冲量（P2）和最低脉冲量 ( P2 )。
通过算出的最大脉冲量对收卷电机的速度进行限定，因为变频器用作张力控制时，如果不对最高速进行限定，一旦出现断纱等情况，收卷电机会飞车的。
最低脉冲量是为了避免收卷变频器运行在2Hz以下，因为变频器在2Hz以下运行时，电机的转距特性很差，会出现抖动的现象。
电机的转距特性很差，会出现抖动的现象。
·通过前面分析的整个收卷的动态过程，在不同卷径和不同运行速度的各个阶段，进行一定的转距补偿.补偿的大小，可以以电机额定转距的百分比来设定。
四、真正的张力控制.5.1 张力控制的定义所谓的张力控制，通俗点讲就是要能控制电机输出多大的力，即输出多少牛顿。
反应到电机轴即能控制电机的输出转距。
5.2 真正的张力控制不同于靠前后两个动力点的速度差形成张力的系统，靠速度差来调节张力的实质是对张力的PID控制，要加张力传感器。
而且在大小卷启动、停止、加速、减速、停车时的调节不可能做到象真正的张力控制的效果，张力不是很稳定。
肯定会影响生产出产品的质量。
五、变频收卷对变频器性能的要求（1）变频收卷的实质是要完成张力控制，即能控制电机的运行电流，因为三相异步电机的输出转距T=CmφmIa，与电流成正比。
并且当负载有突变时能够保证电机的机械特性曲线比较硬.所以必须用矢量变频器，而且必须要加编码器死循环控制。
（2）台达V系列的变频器是向量型变频器，能够完成张力控制，并能配合外部其他接口设备很好地完成收放卷功能。
目前，台达正在对张力控制收放卷专用的矢量型变频器V+系列进行开发，相信很快就能拥有该专用机型。
台达V+系列矢量型变频器张力的控制专用变频器的具有很多主要功能和参数并且加入了自己的算法，具有自己的特点，加上台达在全国的联保服务能够解决客户的后顾之忧。
应该是客户不错的选择。
