应用恒张力控制的转矩控制技术

恒张力控制主要用于卷绕机械中，例如各种薄膜的收卷或放卷机械，如塑料薄膜、金属薄膜、纸张等在生产过程中都需要有收卷和放卷的工序；还有各种线材（如电线和电缆等）的收卷或放卷机械等。

1.基本要求 在各种薄膜或线材的生产过程中，都要求：

（1）被卷物的张力F必须保持恒定，即

F=const

（2）被卷物的线速度v也必须保持恒定，即

v=const

如图12-13a所示。

图12-13 转矩控制模式在张力控制中的应用

a）卷绕示意图 b）转矩与卷径 c）转速与卷径

2.运行特点 以卷绕机械为例，随着被卷物卷径D的逐渐增大，必然有

（1）负载的阻转矩随卷径的增大而增大，即有

（2）负载的转速随卷径的增大而减小，即有

（3）电力拖动系统的运行功率将保持恒定，即有

P_L=Fv=const因此，这种负载通常被称为恒功率负载。(https://www.xing528.com)

3.用转矩控制实现恒张力运行

（1）薄膜线速度的控制 如图12-14所示，电动机M₁拖动导引辊，其变频器采用转速控制，用于控制薄膜线速度v的大小，并使线速度恒定。

图12-14 转矩控制的恒张力运行

（2）卷绕的恒张力控制 在图12-14中，电动机M₂拖动卷绕辊，其变频器在转矩控制模式下运行。

使转矩给定信号设定在某一值下不变，则电动机的电磁转矩T_M也将不变，即有

T_M=const

随着卷绕辊卷径D的增大，动态转矩T_J将变为负值，如图12-13b所示；电力拖动系统将处于减速状态，如图12-13c所示。

减速时的速度大小应符合能量守恒定律。

如果忽略电力拖动系统的损耗不计，则电动机的输出功率P_M也必定保持不变，即有

P_M≈P_L=const

因此，电力拖动系统的转速将随着卷径的增大而不断下降，即有

改变给定转矩的大小，可以改变卷绕的松紧程度。