[发明专利]拉丝机收放卷张力自动纠正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制方法，特别是涉及一种用于拉丝机收放卷张力的控制方法。

背景技术

目前拉丝机行业中，利用收放卷设备进行高速收卷材料时，普遍使用的控制方法有恒转矩控制和带张力传感器反馈的PID调节。使用带张力反馈的PID调节系统，需要增加资金投入，大规模改造收放卷设备控制电路，还需要经常维护张力反馈传感器，增加维护成本。

恒转矩控制是利用变频器调节收卷辊电机输出功率，保证收卷辊电机在带负载时电机转矩恒定，保证收卷辊可以完成高速收卷过程。使用恒转矩控制，随着收卷辊上收卷材料卷径的变化，会使作用在材料上的张力发生变化，在卷径较小，电机负载较小时，材料上的作用力比较大，材料收卷相对较紧，而卷径变大，电机负载变大后后，材料上的作用力又会变小，材料收卷相对较松。由于张力随电机负载大小发生变化，通过调试收卷辊电机转矩形成一个比较满意的张力十分困难，电机转矩与收放卷卷径不匹配，严重时会造成收卷辊变形，拉丝效率降低。

在化纤纺织行业内使用的变频器，通常具有PLC电路的部分控制功能，可以完成简单的逻辑控制、信号处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种拉丝机收放卷张力自动纠正的控制方法，解决收卷材料张力难以控制，会造成收卷辊变形的技术问题。

本发明的拉丝机收放卷张力自动纠正的控制方法，包括以下步骤：

为变频器设定收卷辊空卷时的半径；

设定收卷辊空卷时的变频器输出频率；

为变频器设定收卷辊满卷时的半径；

设定收卷辊满卷时的变频器输出频率；

在收卷过程中，或根据收卷材料卷径半径对变频器输出转矩进行调整，改变收卷辊电机转矩，使得收卷材料所受张力恒定。

在收卷过程中，或根据变频器频率变化对变频器输出转矩进行调整、补偿，改变收卷辊电机转矩，使得收卷材料所受张力恒定。

最终调整的补偿转矩可以通过以下参数关系获得：

T_com=T_com_max*(f_init-f_now)/(f_init-f_tail)

其中T_com为最终补偿转矩，T_com_max为补偿的最大转矩，f_init为收卷辊空卷时变频器输出频率，f_now为收卷中变频器当前输出频率，f_tail为收卷辊满卷时变频器输出频率。

最终调整的补偿转矩也可以通过以下参数关系获得：

T_com==T_set*(f_init-f_now)/f_now

其中T_com为最终补偿转矩，T_set为收卷辊空卷时电机的设定转矩，f_init为收卷辊空卷时变频器输出频率，f_now为收卷中变频器当前输出频率。

利用本发明收放卷张力自动纠正的控制方法，使得在拉丝机收卷整个过程中，可以保持材料上的张力恒定，避免张力的变化造成收卷辊上材料内外张力不一致，最终造成收卷辊损坏，利用本发明，使得材料的张力恒定，使收卷辊受力合理、均衡，使收卷效率保持恒定、高效。同时，不需要额外配置张力传感器，即可实现收放卷过程的张力恒定，节省了设备改造成本，降低了维护成本。

下面结合附图对本发明的具体内容作进一步说明。

附图说明

图1为本发明拉丝机收放卷张力自动纠正的控制方法中收卷辊电机转矩-变频器输出频率的关系示意图。

具体实施方式

如所公知的物理原理，围绕定轴转动的刚体上任一点的线速度，等于角速度与该点到转轴距离的乘积，而功率与转矩成正比，与转速成反比。因此在恒转矩控制的收卷过程中，要保持收卷辊上收卷材料卷径处恒定的收卷线速度，驱动收卷辊电机的变频器的输出频率就需要随着卷径的变化而变化；根据变频器输出频率和材料卷径处线速度的关系，以及变频器输出功率和电机转矩的关系，可以得出对变频器输出转矩进行调整，就可以实现在不同材料卷径时，保持对收卷材料的恒定张力。

如图1所示，根据变频器输出频率、变频器输出功率、收卷辊电机转矩和材料卷径处线速度的线性比例关系，根据三角学原理，

可以得出T_com/T_com_max=(f_init-f_now)/(f_init-f_tail)

进而可以得到T_com=T_com_max*(f_init-f_now)/(f_init-f_tail)    公式1

其中T_com为最终补偿转矩，T_com_max为补偿的最大转矩，f_init为收卷辊空卷时变频器输出频率，f_now为收卷中变频器当前输出频率，f_tail为收卷辊满卷时变频器输出频率。