卷取张力控制原理

卷取张力控制原理

卷取张力控制原理卷取机的卷取张力由卷取电动机产生。电动机力矩为：

式中Km——比例系数，常数∮——磁通量； I枢——电动机电枢电流。

卷取张力T与电动机力矩的关系为：

式中 D——带卷直径。

带卷速度为：

式中n电——电动机的转速； i——电动机至卷筒的速比。

将式2-2、式2-4代入式2-3得：

电动机电枢电势E为：

或

式中K。——比例系数，常数；

∮——磁通量；

n电——电动机转数。

将式2-6代入式2-5则得：

其中：

欲使C=常数，若E不变，口亦不变，则张力T与电动机电枢电流k成正比。换言之，在保持线速度钞不变的条件下，一定的电枢电流珠表示一定的卷取张力T。张力控制的实质在于，若卷取线速度不变，采用电流调整器使电枢电流保持恒定，就可以保持张力恒定。

怎样才能保持卷取线速度不变呢?由于卷取线速度口与带卷直径和带卷转速的乘积Dn成正比，欲使口不变，随着卷径D的变化，带卷转速必须相应变化。一般采用电势调整器调节电动机的磁通量ø，以改变电动机转速，使卷取线速度保持不变，这就是卷取机的速度调节。

卷取机的速度调节除了补偿卷径变化外，还应包括根据工艺要求，对机组速度进行调整。一般来说机组速度的调节，可采用改变电压(降压)的方法，从基数n基往下调；而卷径变小时，调速则采用改变激磁(弱磁)的方法，从基速孢基往上调。这样就可必最大机组速度'Ornax和最大卷径D。诅x时的转速为基速挖基。因此，调激磁的调速范围应保证满足下式：

式中 nmax、n基——分别为卷筒的最大转速、基速；

D、d——分别为带卷的外径、内径。

综上所述，电枢电流I枢与卷取张力T成比例；磁通量ø与卷径D成比例。在电器上采用电流调节器和电势调节器来实现恒张力控制。

上述电势电流复合张力调节系统，用改变磁通的方法来适应卷径的变化，以保证卷取线速度，从而实现恒张力控制。卷取机处于弱磁条件下土作，不能充分利用电动机力矩；由于电动机磁通的调速范围往往受到限制，不能满足卷径比的要求，在此情况下不得不增加电动机容量。近年来出现的最大力矩张力调整系统，基本上克服了电势电流复合张力调整系统的缺点。

电动机力矩M为：

电动机电势E为：

电动机功率N为：

式中E——电势，V；

I枢——电流，A。

卷取功率N为：

式中T——张力，N；

v——卷取速度，m／s。

由式2-10得：

T=K1磬：暑

=K1K2=常数 (2-12)

由上式可知，只要电枢电流I枢随着参值变化而变化，就可以保持张力恒定。

最大力矩张力调节系统，一部分在满磁通条件下工作，一部分在弱磁通条件下工作，因此要合理选择转速咒基。在基数n基以上调速时，属于调磁通调速，在弱磁通条件下工作；在

图2-53卷取过程中E、k、圣的变化

基数n基以下调速时，属于调电压调速，始终保持满磁通(额定磁通)条件下工作，所以电动机可发出最大力矩，最大力矩系统由此而得名。压缩电动机调速范围是有限制的，一般认为电动机变磁场调速范围占整个卷取机调速范围的65％～85％为宜。过分压缩变磁场调速范围，势必导致电动机容量的增加。卷取过程中电势E、电枢电流I枢、磁通量ø的变化情况，如图2-53所示。

当卷取机电动机在基速以上运行

时，即n>n基，电动机保持电势-E为额定值，磁通量ø随着卷径D的增加而增加，电动机电枢电流I枢保持恒定；在基速以下运行时，即n<，z基，卷径D增大到D基(此时转速为n基)，磁通量ø达到最大值①一，即磁通量达到饱和值后，随着卷径的增大，转速降低，电势减小，I枢增加。

最大力矩张力调速系统具有以下特点：

(1)电动机能处于满磁场运行，可产生较大的张力，它比电势电流复合张力调节系统所发出的张力大1．2～1．3倍j；

(2)电动机调速范围不受卷径比的限制，可以用于大卷径比的卷取机。当卷径比大于3时，采用最大力矩系统可以选用较小的电动机机座号，可降低电动机容量、飞轮力

矩和投资费用。2．3开卷机及上料、喂料机构