수동 장력 제어 외에도 장력을 자동으로 제어하는 두 가지 방법이 있습니다. 모터의 출력 토크를 제어하거나 모터의 속도를 제어합니다.
① 개방 루프 토크 제어.
A. 장력 개방 루프 제어 주파수 변환기는 출력 주파수나 토크에 따라서만 장력을 제어하는 제어 방안은 장력 개방 루프 제어 시스템입니다. 장력 측정 신호가 없기 때문에 장력 개방 루프 제어라고 합니다. 토크 제어를 사용하면 주파수 변환기가 속도가 아닌 모터의 토크를 제어하므로 출력 주파수는 전달되는 물체의 속도에 따라 달라집니다.
수송된 자재의 장력은 권선축의 토크에서만 발생하므로, 재료의 장력은 권선축의 토크 (예: T=FR) 로 제어할 수 있습니다. 장력에 따라 모터 토크를 계산하고 주파수 변환기의 전류 링을 제어하여 모터 출력 토크를 제어합니다. 이 장력 개방 루프 제어 시스템은 장력 제어 정확도가 높지 않은 경우에 자주 사용됩니다.
B. 장력 개방 루프 제어의 실현. 장력 개방 루프 제어 시스템은 다음 기능 모듈로 구성됩니다.
첫째, 장력 설정. 장력 설정은 전달할 재질 및 압력 요구 사항과 관련이 있습니다. 장력 테이퍼는 감겨 진 직경이 증가함에 따라 장력이 감소하여 감겨 진 성형의 효과를 향상시키는 데 사용됩니다.
둘. 권선 지름의 계산. 볼륨 경로 정보를 계산하고 가져오는 데 사용됩니다. 전달된 자재의 선 속도로 감기 지름을 계산하면 선 속도가 기능 모듈에 입력됩니다. 두께 누적을 통해 코일 지름을 계산할 때 두께 누적을 통해 코일 지름을 계산하는 관련 기능 모듈을 사용합니다.
로마 숫자 3 .. 토크 보상. 모터 출력 토크의 일부는 가속 및 감속 중 감기 (되감기) 롤러의 관성 모멘트를 극복하는 데 사용됩니다. 인버터의 관성 보정은 적절한 매개변수를 설정하여 플러스-마이너스 속도에 따라 토크를 자동으로 보정합니다. 가속 및 감속 과정에서 시스템이 안정된 장력을 얻을 수 있도록 합니다. 마찰 보정은 시스템 저항이 장력에 미치는 영향을 극복하는 데 사용됩니다.
C. 장력 개방 루프 제어 모드. 그림 6-29 는 장력 개방 루프 제어 시스템의 기본 구조입니다. 이 제어 모드는 코일 지름 감지 모드라고도 합니다. 즉, 감기 및 전개할 때 롤러의 외부 지름이 자동으로 탐지되어 감기 및 전개된 토크를 제어합니다. 드럼 외부 지름을 감지하는 두 가지 일반적인 방법이 있습니다.
그림 6-29? 장력 개방 루프 제어
첫째, 릴에 설치된 근접 스위치를 사용하여 릴의 회전 속도를 감지하고 회전 속도, 릴의 샤프트 지름 및 재질 두께에 따라 롤 지름의 두께를 계산하여 릴의 외부 지름을 얻습니다. 근접 스위치에 따라 각 펄스 출력은 롤 회전을 나타내므로 롤 지름은 원래 롤 지름의 2 배에 재질 두께를 더하여 계산됩니다.
둘. 두루마리의 근접 스위치와 로터리 인코더를 사용하여 계산을 위해 급지 롤러의 회전 속도를 감지합니다. 즉, 드럼의 회전 주기는 드럼 직경이 증가함에 따라 증가하고 고정 직경이 있는 이송 롤러에 설치된 회전 인코더의 펄스 출력은 일정한 속도로 변하지 않습니다. 롤이 한 주 동안 회전할 때 현재 롤 지름은 이송 롤러 출력의 펄스 수를 기준으로 계산됩니다. 피드 롤러와 재질 간에 슬라이딩이 없는 한 이 방법의 계산 정확도는 두께 기반 누적 계산보다 우수합니다.
② 폐쇄 루프 속도 제어.
A. 장력 폐쇄 루프 제어 장력은 피드백 신호로 장력 폐쇄 루프 제어 시스템을 구성합니다. 속도 제어 방법은 주파수 변환기가 장력 피드백 신호에 따라 주파수 변환기의 출력 주파수를 조정하는 것을 말합니다. 여기서 속도 제어 모드는 속도 센서가 없는 벡터 제어, 속도 센서가 있는 벡터 제어, U/f 제어의 세 가지 모드 중 하나로 작동할 수 있습니다.
품목의 선 속도와 실제 감기 지름을 전송하여 일치 주파수 설정 f 1 을 계산하고 장력 (위치) 피드백 신호의 PID 연산을 통해 주파수 값 F2 를 생성하므로 최종 출력 주파수는 f= f 1+f2 입니다. 여기서 PID 제어의 출력은 피드백 제어 신호로 사용되며 선 속도와 실제 권선 지름을 계산하여 얻은 주파수 신호는 피드 포워드 제어 신호입니다. 롤 롤러의 선 속도가 권선 지름의 증가에 따라 재질의 선 속도와 일치하지 않을 경우 보정 신호가 출력되어 주파수 변환기의 출력 주파수가 적시에 낮아집니다.
장력 폐쇄 루프 제어 시스템은 PID 제어기의 설정에서 장력을 안정시킬 수 있습니다. 장력 스윙 레버, 부동 롤러 등의 장력 (위치) 피드백 신호가 피드백 감지 요소로 사용되는 경우 PID 컨트롤러의 설정을 변경해도 실제 장력이 변경되지 않을 수 있습니다. 장력을 변경하려면 장력 스윙 바 또는 부동 롤러의 중량과 같은 장력 기계의 구성을 변경해야 합니다.
장력 개방 루프 제어든 폐쇄 루프 제어든 시스템은 가속과 감속을 할 때 전체 시스템의 관성 모멘트를 극복하기 위해 추가 모멘트를 제공해야 합니다. 보정을 하지 않으면 감기 가속시 장력이 너무 작고, 감속할 때 장력이 너무 크고, 감돌 때 장력이 너무 크고, 감속할 때 장력이 너무 작습니다.
장력 폐쇄 루프 제어 시스템은 장력 제어 정밀도가 높은 응용 프로그램에 자주 사용됩니다. 제지, 방직 등.
B. 장력 폐쇄 루프 제어의 실현. 장력 폐쇄 루프 제어 시스템은 다음 기능 모듈로 구성됩니다.
첫째, PID 컨트롤러. 장력 피드백 신호를 감지하고 PID 를 통해 출력 주파수 신호 F2 를 계산합니다.
둘. 선 속도 입력. 다음과 같은 두 가지 기능이 있습니다.
선 속도에 따라 일치하는 주파수 설정 f1을 계산합니다.
선 속도에 따라 권선 지름을 계산합니다.
로마 숫자 3 .. 코일 지름 계산. 실제 권선 지름을 계산하는 데 사용됩니다. 주파수 변환기는 선 속도와 실제 감기 지름에 따라 주파수 변이기의 일치 주파수를 얻습니다. 와이어 속도로 볼륨 지름을 계산할 때 계산된 볼륨 지름이 실제 볼륨 지름과 편차가 있는 경우 와이어 속도에 편차가 있음을 나타냅니다. 볼륨 지름 계산 결과를 사용하여 와이어 속도 입력을 수정할 수 있습니다. 선 속도와 실제 감기 지름에 따라 얻은 주파수 변이기의 일치 주파수는 변이기의 실제 출력 주파수가 아니라는 점에 유의해야 합니다. 인버터의 실제 출력 주파수는 선 속도와 작동 주파수를 기준으로 권선 지름을 계산하는 데 사용되는 작동 주파수입니다.
넷. 두 번째 PID 컨트롤러 세트. 장력 제어의 정확도를 높이기 위해 두 세트의 다른 PID 제어기 매개변수를 설정할 수 있습니다. 첫 번째 PID 제어기 매개변수 세트가 제어 정확도를 충족하지 못할 경우 두 번째 PID 제어기 매개변수 세트를 사용하여 제어합니다. 예를 들어, 권선 지름이 작을 때 첫 번째 PID 컨트롤러 매개변수를 사용하고, 권선 지름이 증가함에 따라 두 번째 PID 컨트롤러 매개변수를 사용하여 전체 정밀도 제어를 수행할 수 있습니다.
그림 6-30 은 장력 폐쇄 루프 제어 시스템의 기본 구조입니다. 장력 검사기를 통해 장력을 감지하고 피드백 컨트롤을 사용하여 장력의 실제 값을 설정 값과 일치시킵니다. 따라서 제어 정확도가 향상되었습니다.
그림 6-30? 장력 폐쇄 루프 제어
③ 기본 구조의 후퇴. 볼륨 구조는 1 축 볼륨 매커니즘, 다중 축 동시 볼륨 매커니즘, 정방향 볼륨 매커니즘 및 역방향 드라이브 볼륨 매커니즘으로 나눌 수 있습니다. 그림 6-3 1 은 그들의 기계도입니다.
1 축 롤 매커니즘에는 릴에 브레이크가 장착되어 있습니다. 롤 지름이 감소함에 따라 해당 제동 모멘트를 줄여야만 일정한 장력을 얻을 수 있습니다. 이 매커니즘은 또한 릴과 브레이크 사이에 기어, 풀리 및 기타 가속 및 감속 매커니즘을 추가할 수 있습니다.
그림 6-3 1? 기구를 펼치다
동시에, 다축 롤 매커니즘은 여러 스풀의 재료를 동시에 롤 하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 라미네이터 및 사이징 기계. 모든 롤 해제 장치의 장력을 제어하려면 각 브레이크의 토크를 제어하고 일관성을 유지해야 합니다.
정방향 롤 매커니즘과 역방향 드라이브 롤 매커니즘은 모터가 있는 롤 매커니즘입니다. 액티브 되감기 매커니즘은 드럼이 무겁거나 자동 이송 장치를 사용하는 경우 사용되며, 스페어 드럼의 회전 속도를 활성 드럼의 되감기 속도와 일치하도록 제어하고자 합니다. 기계적 손실을 보정하고 관성 보상을 위해 능동적으로 감쌀 필요가 있습니다.
역방향 드라이브 롤 매커니즘은 롤 정지 시 재료가 느슨해지지 않도록 역감기 및 롤 재료가 필요한 경우, 그리고 저속 역방향 드라이브를 필요로 하는 경우에 사용됩니다.
④ 권선의 기본 구조. 권선 구조는 소용량 권선 메커니즘, 중간 용량 권선 메커니즘, 모터 직접 권선 메커니즘, 압력 롤러 직접 권선 메커니즘, 다축 동시 권선 메커니즘, 다축 선택적 권선 메커니즘 등으로 나뉩니다. 표 6-9 는 권선 메커니즘의 구조와 특성을 보여줍니다.
표 6-9? 권선 메커니즘의 구조와 특성
유형 기관의 구조적 특징은 무엇입니까?
소용량 권선 메커니즘
① 클러치와 브레이크가 크다. 열과 슬라이딩 속도 및 전달 토크의 곱
알맞다
2 라인 제동의 경우 권선 지름이 클수록 토크가 커질수록 슬라이딩 속도가 작아집니다.
그래서 산열은 기본적으로 변하지 않는다.
③ 클러치의 경우 권선 지름이 클수록 토크가 커질수록 슬라이딩 속도가 커진다. 그래서,
열이 갈수록 심해진다. 이런 이유로 더 큰 모델의 모터가 필요하다.
④ 후퇴 동력 =0. 0 167 Fv 입니다. 여기서 f 는 장력, n; V 는 선속도입니다.
미터/분
모터 직접 권선 메커니즘
(1) DC 모터와 서보 모터의 힌지로 직접 경로설정합니다.
② 롤 비율 (최대 지름/최소 지름) 에 따라 모터 모델이 더 큽니다.
변화
(3) 모터 출력 토크가 클러치보다 작기 때문에
토크를 감아야 할 때 일반적으로 감속기를 설정합니다.
④ 감속기의 속도가 비교적 클 때 감속기의 효율이 떨어지면 인장이 생길 수 있다.
큰 변동은 토크 제어를 통해 장력을 제어하는 데 불리하다.
⑤ 이 감기 제어 방법은 상대적으로 장력이 작고 속도가 빠른 권선에 적합합니다.
프로세스?
중간 용량 컬렉션
감기 메커니즘
1 슬라이딩 속도 제어 기능이 있는 장력 제어 장치를 사용하여 감기를 제어해야 합니다.
모터 속도는 권선 클러치의 슬라이딩 속도를 거의 동일하게 유지합니다.
② 클러치의 슬립 전력을 낮출 수 있다.
③ 롤 비율의 변화에 따라 모터 모델의 변화가 크다.
압력 롤러 직접 감기 메커니즘?
(1) 롤러를 사용하여 코일 릴의 원주를 하단 롤러에 누릅니다.
2 클러치는 일정한 장력을 얻기 위해 아래쪽 롤러의 구동축을 제어하는 데 사용됩니다.
③ 구동 모터의 모델은 롤 비율의 변화에 따라 변하지 않는다.
④ 슬라이딩 속도는 권선 지름에 따라 변하지 않으므로 클러치 슬라이딩 손실이 적습니까?
다축 동기 권선 메커니즘
① 권선 모터를 사용하여 권선을 구동합니다.
② 각 릴에 클러치를 설치해야합니다.
③ 슬리 터 (커팅 필름 스트립) 및 슬리 터 (다층 필름)
분리 후 감기)?
다축 선택적 권선 메커니즘
그림 6-32 는 다축 선택적 감기 메커니즘을 보여줍니다.
1 클러치와 브레이크가 스윙 암 매커니즘과 고정대에 장착된다는 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
(2) 동일한 원주 속도를 보장하기 위해 권선을 미리 구동합니다.
⑤ 기타 통제. 수송 자재에 따라 여러 개의 연계 롤러를 구동해야 하는 경우 연계 롤러의 기계적 손실로 인해 전면의 장력이 더 큽니다. 따라서 재질의 팽창 및 수축에 따라 각 종동륜 롤러를 제어해야 합니다. 예를 들어, 후방 롤라 구동은 전방 롤라의 미세 조정 전동보다 점점 더 높아지고 있습니다. 서보 모터로 연계 롤러를 구동하고 다양한 전동비를 설정하여 후면 모터의 구동이 전면 모터에 비해 점차 높아지도록 합니다. 전동 재질에 따라 연신율이 다릅니다. 일반적으로 0. 1% ~ 5% 입니다. 이러한 후면 롤러가 차례로 추진력을 높이는 컨트롤을 인장 컨트롤이라고 합니다.
그림 6-32? 다축 선택적 권선 메커니즘
재질의 실제 장력이 롤 감속으로 인한 장력과 롤 및 종동륜 기계적 손실로 인한 장력보다 작을 경우 탄성 조정 롤러 매커니즘을 사용하여 제어해야 합니다. 탄성 롤러의 일정한 위치에 따라 각 모터의 속도를 제어합니다. 재질의 장력은 탄성 조정 롤러 품질의 절반입니다.
⑥ 장력 컨트롤러 액추에이터.
A. 자분 클러치와 브레이크. 장력 제어기에서 일반적으로 사용되는 실행 메커니즘은 자기분 클러치와 브레이크입니다. 자기분 클러치와 브레이크는 자기분 측정기와 유사하게 작동합니다. 구동체와 구동체 사이에 자분 분말을 충전하고, 인센티브 코일이 전원을 켠 후 자분 가루가 자화되고, 구동체의 토크가 구동체에 클러치로 전달된다. 구동체가 고정되면 전동체의 토크가 소모되어 브레이크로 사용할 수 있다. 자분 클러치와 브레이크는 다음과 같은 특징을 가지고 있다.
첫째, 자기 전류는 그림 6-33 과 같이 전달된 토크에 거의 비례합니다.
둘. 전동토크는 정격 토크의 3% ~ 100% 범위 내에서 제어할 수 있습니다. 태속 시 토크가 1% 미만입니다.
로마 숫자 3 .. 소형 자기분 클러치와 브레이크는 매우 큰 토크를 전달할 수 있다.
넷. 자기분 클러치와 브레이크의 여자 전류는 모터 전기자 제어 방식에 비해 작기 때문에 장치를 소형화하고 비용을 절감할 수 있다. 규정된 슬라이딩 전력에서 작동하며, 자분 분말의 수명은 약 5000 ~ 8000 h 로 연속 슬라이딩할 수 있습니다.
V 자분 클러치와 브레이크의 정격 토크는 0.5 ~ 4000n·m 범위에서 선택할 수 있습니다.
자동사는 구조에 따라 외신축과 공심축식 두 가지로 나눌 수 있다. 냉각 방법에 따라 팬 냉각, 강제 공랭식, 수냉식 및 냉각 블록으로 나눌 수 있습니다.
로마 숫자 7 .. 그것의 전달 토크는 출력 속도와 활주 속도에 따라 변하지 않고 그대로 유지될 수 있다.
그림 6-33? 자기 클러치 및 브레이크 특성
그림 6-34? 지연 클러치 및 브레이크 특성
B. 지연 클러치 및 브레이크 소형 응용 프로그램의 경우 다음과 같은 특성을 가진 히스테리시스 클러치와 브레이크를 선택할 수도 있습니다.
첫째, 자기 전류는 그림 6-34 와 같이 전달된 토크에 거의 비례합니다.
둘. 정격 토크 범위는 0.003 에서10n m 까지 작습니다 .....
로마 숫자 3 .. 그 구조는 자분 클러치와 브레이크와 비슷하다. 하지만 교체해야 할 부품은 없습니다.
넷. 마그네틱 클러치는 내부 및 외부 일체의 첫 번째 회전자로 구성되며 원통형의 두 번째 회전자 (자화되지 않은 영구 자석) 와 토크 전달을 생성합니다. 첫 번째 회전자와 여자 코일이 함께 고정되면 자기 제동기가 형성된다.
V 그것의 전동 토크는 출력 속도와 활주 속도에 따라 변하지 않으며 기본적으로 변하지 않을 수 있다.
자동사는 규정된 미끄럼틀 전력에서 기계적으로 마모되지 않고 연속적으로 작동할 수 있다.
로마 숫자 7 .. 모터에 비해 제어 전력이 적고 제어 장치가 소형화될 수 있습니다.
⑦ 서보 모터, 벡터 인버터/모터. 서보 모터 및 벡터 주파수 변환기/모터의 선택 및 설정 고려 사항은 다음과 같습니다.
A. 출력 토크가 입력 신호에 비례하도록 서보 모터와 벡터 인버터/모터를 토크 제어 모드로 설정합니다. 입력 신호가 권선 지름에 비례하면 일정한 장력 제어를 얻을 수 있습니다.
B. 모터의 정격 출력 전력은 정격 속도 및 연속 작동 출력 전력과 관련이 있습니다. 감기 및 되감기 중에 감기 지름이 증가함에 따라 토크가 증가합니다. 최대 권선 지름에서는 출력 토크도 가장 커야 합니다. 따라서 권선 지름 비율이 커지면 대용량 모터가 필요합니다. 그러나 출력 전력이 변하지 않으면 모터 용량을 줄여야 하는 경우도 있습니다.
C. 장력 제어에서 연속 작동 시 토크에 따라 모터의 토크를 선택해야 합니다. 단시간 내에 최대 토크로 선택하면 안 됩니다.
D. 벡터 주파수 변환기/모터의 토크 제어 범위는 AC 서보 모터에 비해 작으며 큰 토크 비율 (권선 지름 비율 * 최대 장력/최소 장력) 에는 적합하지 않습니다.
E. 고속 응용 프로그램의 경우 AC 서보 모터를 선택하면 안 됩니다. AC 서보 모터의 출력 토크는 자기 클러치 및 브레이크에 비해 작습니다. 그것이 두루마리를 구동하는 데 사용될 때 감속기가 필요하다. 압력률은 너무 클 수 없습니다. 그렇지 않으면 장력 제어가 제대로 진행되지 않습니다.
그림 6-35 는 AC 서보 모터와 벡터 인버터/모터의 출력 토크와 속도 사이의 관계를 보여줍니다.
위의 모터는 자기 클러치 및 브레이크와 동일하며 기계적 마모가 없어 유지 보수가 필요 없습니다.
모터가 있는 리프트 매커니즘은 제동 및 구동에 사용할 수 있으므로 구조를 단순화할 수 있습니다. 그러나 변속이 비교적 큰 감속기에서는 사용하기가 어려워 저토크 방권에만 적합하다. 자분 클러치와 고정슬라이딩 제어와 함께 큰 토크를 감쌀 수 있습니다.
그림 6-35? 다른 모터 출력 토크와 속도의 관계
그림 6-36? 모멘트 모터의 출력 모멘트 특성
F. 모멘트 모터는 그림 6-36 과 같이 출력 모멘트가 증가함에 따라 감소하는 처짐 특성을 가진 AC 상자식 모터입니다. 감기 지름이 비교적 작은 응용 프로그램의 경우 일정 속도 감기 작업을 수행할 수 있습니다. 슬라이딩 단순 전압 튜너를 사용하여 배선할 수도 있습니다.