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张力控制是对在两个加工设备之间做连续运动或静止的被加工材料所受的张力进行自动控制的技术。在工业生产的许多领域中都要进行张力控制，保持驱动设备输出张力恒定，以提高产品质量，比如造纸、印刷、电线、电缆、印染、包装、拉拔、压花、纺织、皮革、金属加工等等。张力控制分为恒张力控制和变张力控制，本文以恒张力控制为例进行论述。

1 引言近年来随着中国经济的不断发展，使得张力控制设备市场需求日益增加，也对张力控制的精度和设备和自动化程度提出更高要求。传统的张力控制器加磁粉离合器的方案已不能满足市场需要，变频调速技术的诞生为张力控制设备的发展插上腾飞的翅膀，本文介绍了深圳市英威腾电气股份有限公司张力控制专用产品的应用相关知识

2 张力控制基本概念

1.什么是张力?

张力指的是材料表面的拉伸力，在工业生产的许多领域中，都需要进行的张力控制，保持驱动设备输出恒定。

2.张力和扭矩、卷径的关系

图 1 张力和扭矩的关系

  如图1所示F表示材料张力，T表示卷简扭矩，D表示卷简材料直径(D=2×R)，关系如下：

  F张力=T扭矩/R半径

  根据以上公式可知，不管材料速度如何变化，张力与扭矩和半径的关系保持不变。因此控制好扭矩与卷简的半径关系就能保持材料张力F恒定。恒张力控制的基本原理就是让电机输出力矩根据卷简材料直径变化而变化。    

     3.张力控制两种模式

  转矩控制：控制电机输出力矩大小保持材料张力恒定，转矩控制一般用于需要高精度的张力控制场合，如浆纱机、复合机、印刷机、分切机等。

  图 2 转矩控制放卷

  速度控制：通过调转速快慢控制恒张力。速度模式一般和张力调节辊配合使用，张力大小由外部调节辊调节。速度控制一般用于张力控制要求不高的场合，如拉丝机等。

图 3 速度控制放卷

  4.张力控制系统基本要求

  张力控制系统是张力传感器和张力控制器的一种系统集成，是一种实现恒张力的自动控制系统，其作用主要是实现辊间的同步，收卷和放卷的均匀控制，工艺方面要求如下：

  • 在设备起动，恒速运行，停机整个过程中都能保持恒张力;

  • 在缠绕类收放卷设备中，刚起动空卷时和停机前满卷时都能保持恒张力;

  • 张力大小可以自由设定，系统能显示实际卷径大小。

  5.张力控制系统的方案

  目前市场上使用的张力控制方案主要有四种(见表1)。

表 1 常用张力控制方案比较

  通过变频调速技术控制电机转速快慢或控制电机力矩大小来实现恒张力，是目前市场上应用的方案。深圳市英威腾电气股份有限公司自主研发的张力控制专用产品目前有GD35-07和GD200A-03二款，为收放卷及其它需要恒张力控制的场合提供解决方案。

  3 英威腾张力控制产品GD35-07概述

1.产品概述

  GD35-07系列产品是深圳市英威腾电气股份有限公司针对张力控制场合研发的专用变频调速产品，软件内含多种张力控制功能模块，采用闭环矢量控制，有很好的转矩和速度控制性能，保证满足机械运转平稳、响应迅速、转矩脉动小的要求。该产品具有以下技术特点：

  A. 低频性能好：启动频率/启动转矩在0Hz/200%;

  B. 强过载能力：150%额定电流60s，180%额定电流10s，200%额定电流1s;

  C. 内置C3滤波器，防干扰能力更强;

  D. 变频内置过流，过压，缺相，过热等几十种保护功能，保障设备安全运行;

  E. 功能强大：软件内置转矩控制和速度控制两种功能运算模块，方便实现多种控制功能。

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