[实用新型]一种超导导体绞缆张力自动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种笼式绞线机放线盘的绞制张力控制系统，尤其涉及一种超导导体绞制张力自动控制系统。

背景技术

随着科技的发展，超导磁体技术得到了越来越多的应用，超导磁体的核心是CICC（Cable-In-Conduit-Conductors）超导导体，它具有良好的自支撑、较低的交流损耗、所需低温冷却介质少、运行安全可靠、性能高等特点，是目前国际上公认的受控热核聚变装置中的大型超导磁体等装置的首选导体。

CICC超导导体是一种多级管装电缆，共分五级绞合而成，导体的第一级子缆由若干根铜线和若干根超导线材按照一定的绞合节距绞合构成，然后将若干根子缆单元再按照一定的绞合节距绞合构成二级子缆，同理再构成三级、四级子缆，最终绞制成五级极缆。CICC超导导体由许多根极细的超导丝组成，绞合后的超导股线达1154根，每根超导股线直径仅为0.73±0.003mm。

CICC超导导体绞制过程中要求放线张力大小要合适并且一致，由于超导股线极细，绞制过程中如果放线张力太大，超导股线极易拉断；如果放线张力太小，绞制的绞缆易损散、不紧密。如果放线张力不一致，绞缆会产生蛇形、弯曲等现象。为防止上述不良现象，在绞缆过程中须对各级绞缆的放线张力值进行严格的控制。

普通电缆的绞缆对放线张力的要求不是非常严格，绞合设备的放线张力装置非常简单，张力的大小靠人工手动调节。传统的放线过程一般采用被动式的放线方式，对放线轮不施加放线张力，由收线轮的转动来带动放线轮，从而实现放线轮的放线过程。传统的收线过程则是采用被动式张力收线方式，收线轮依靠调节电位器的大小来控制变频器，变频器通过控制电机的转速从而实现收线轮的收线。这样，张力值的大小不能进行检测和自动控制。使用普通电缆的绞合设备进行CICC超导导体的绞缆，满足不了绞合的要求。

实用新型内容

本实用新型技术的目的在于提供一种可以对绞缆张力进行自动控制的超导电缆导体绞缆张力自动控制系统。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种超导电缆导体绞缆张力自动控制系统，包括绞线框架，所述绞线框架内通过转轴安装有放线盘，所述绞线框架的后方安装有导线轮，所述导线轮的后方安装有收线盘，所述收线盘与收线电机相连接，还包括与放线盘相连接的放线电机，张力传感器与所述导线轮相连接；所述张力传感器的信号接入控制柜内的控制电路中，所述收线电机的收线电机变频器和放线电机的放线电机变频器分别与所述控制电路相连接。

所述控制电路包括PLC可编程控制器，所述PLC可编程控制器接收A/D模块的数字信号，所述A/D模块接收所述张力传感器的模拟信号；所述PLC可编程控制器将接收到的数字信号传递给上位机进行数据处理，所述上位机将处理后的信号输出反馈给所述PLC可编程控制器；所述PLC可编程控制器将反馈的数字信号经内部PID处理后分别传递给放线电机D/A模块和收线电机D/A模块；所述放线电机D/A模块将接收到的数字信号转换为模拟信号传递给所述放线电机变频器，所述放线电机变频器根据模拟信号的大小，控制所述放线电机的放线速度；所述收线电机D/A模块将接收到的数字信号转换为模拟信号传递给所述收线电机变频器，所述收线电机变频器根据模拟信号的大小控制所述收线电机的收线速度。

所述放线盘的中心轴与所述放线电机的中心轴相平行，通过皮带安装在同一个机体架上。

所述张力传感器的导线轮位于两个所述导线轮之间。

所述A/D模块接收的所述张力传感器的模拟信号为4～20mA电流信号，并将电流信号转换为数字信号。

所述PLC可编程控制器为西门子PLC-S7-300可编程控制器。

所述上位机为上位工控机。

采用本实用新型提供的超导电缆导体绞缆张力自动控制系统，由于张力传感器可以检测到张力数据的变化，进而对张力进行精确控制，放线电机有效控制放线速度，使放线平稳，有效地解决了超导线材绞合中不能满足对张力值的精确控制问题，实现了超导线材绞合张力值按照设定值的大小对每根、股超导线进行时实检测及自动控制，解决了超导线材绞合中易拉断、松散、不均匀等难题。绞制的PF5超导缆通过了iter国际机构的检测，绞缆的各项性能完全满足技术规范的要求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的控制电路示意图。