美國艾默生公司推出的TD3300系列張力控制專用變頻器，內(nèi)部具有卷徑計算模塊，能夠自動計算卷徑變化，可獨立構(gòu)成張力控制系統(tǒng)，完成開環(huán)、閉環(huán)恒張力控制；同時該系列變頻器具有張力錐度控制功能，可保證收卷后各層形狀均勻，極大地提高了張力控制的精度和速度，提高了生產(chǎn)效率。該棉紡廠用艾默生TD3300張力控制專用變頻器對漿紗機的收卷部分進行改造，取得了滿意的效果。
利用變頻器進行張力控制的具體要求為：變比11.73；卷徑范圍110～780mm；速度調(diào)節(jié)范圍3～60m/min；張力調(diào)節(jié)范圍800～3000N。收卷線速度要保持與主線速度同步且可調(diào)，在收卷恒速、調(diào)速及啟停 過程中須保持收卷紗線的張力恒定。
TD3300變頻器張力控制有3種控制模式，即張力開環(huán)轉(zhuǎn)矩模式、張力閉環(huán)速度模式和張力閉環(huán)轉(zhuǎn)矩模式。
張力開環(huán)轉(zhuǎn)矩模式不需安裝張力傳感器，被廣泛應(yīng)用于張力控制要求不高的場合。但要求電動機的最小輸出轉(zhuǎn)矩最好控制在電動機額定轉(zhuǎn)矩的10%以上。由于不同紗線產(chǎn)品要求控制的張力差別較大， 在選擇電動機時須按最大卷徑和最大張力給定值來計算電動機的額定輸出轉(zhuǎn)矩。通過計算可知，變頻器運行頻率在0.3～67.2Hz，收卷電動機最好使用變頻電動機，以保證電動機的安全使用。因此，收卷電動機選擇22kW四極變頻電動機（額定轉(zhuǎn)矩140N），收卷變頻器選擇TD3300―4T0220G。電動機的最小輸出轉(zhuǎn)矩按最小卷徑和最小張力給定值來計算。如果選擇張力開環(huán)轉(zhuǎn)矩模式，那么要求電動機的最小輸出轉(zhuǎn)矩只有電動機額定輸出轉(zhuǎn)矩的2.7%，遠低于10%的要求。這樣在生產(chǎn)小張力紗線時，要保證小卷徑的收卷張力恒定是很困難的。也就是說在作張力控制時既要求張力恒定，又要求張力可調(diào)范圍要大，使用張力開環(huán)轉(zhuǎn)矩模式很難達到控制要求。
那么控制方案只能選擇張力閉環(huán)模式。張力閉環(huán)模式又分張力閉環(huán)速度模式和張力閉環(huán)轉(zhuǎn)矩模式。張力閉環(huán)速度模式雖對PID參數(shù)有一定的依賴性，但相對于張力閉環(huán)轉(zhuǎn)矩模式而言，調(diào)試要相對簡單，且完全能達到控制要求。因此，本控制方案采用張力閉環(huán)速度模式，在收卷輥和壓紗輥之間增加張力傳感器（24VDC 電源、4～20 mA電流信號輸出）、張力輥和角度輥，通過張力傳感器的信號反饋實現(xiàn)張力閉環(huán)控制，從而達到收卷張力恒定的目的。
需要注意的是，要保證在大卷徑、大張力、低速或零速時電動機有足夠的輸出轉(zhuǎn)矩，以防止電動機在低速和零速時轉(zhuǎn)矩不夠引起收卷輥回車，TD3300應(yīng)設(shè)置為閉環(huán)矢量控制模式，提高電動機低頻輸出轉(zhuǎn)矩。這樣需要在電動機上加裝旋轉(zhuǎn)編碼器。
利用變頻器進行張力控制時，如果既要求張力恒定，又要求張力可調(diào)范圍要大，最好采用張力閉環(huán)模式。ZGA-203雙漿槽漿紗機采用TD3300變頻器改造后，現(xiàn)場配置簡潔，工作穩(wěn)定，調(diào)試方便，實際的收卷效果也很理想，用戶已使用較長時間，對改造結(jié)果相當滿意。□ 石杰
