美國(guó)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(jì)算模塊，能夠自動(dòng)計(jì)算卷徑變化，可獨(dú)立構(gòu)成張力控制系統(tǒng)，完成開(kāi)環(huán)、閉環(huán)恒張力控制；同時(shí)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(duì)漿紗機(jī)的收卷部分進(jìn)行改造，取得了滿意的效果。
利用變頻器進(jìn)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(guò)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(kāi)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(kāi)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(chǎng)合。但要求電動(dòng)機(jī)的最小輸出轉(zhuǎn)矩最好控制在電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)時(shí)須按最大卷徑和最大張力給定值來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩。通過(guò)計(jì)算可知，變頻器運(yùn)行頻率在0.3～67.2Hz，收卷電動(dòng)機(jī)最好使用變頻電動(dòng)機(jī)，以保證電動(dòng)機(jī)的安全使用。因此，收卷電動(dòng)機(jī)選擇22kW四極變頻電動(dòng)機(jī)（額定轉(zhuǎn)矩140N），收卷變頻器選擇TD3300―4T0220G。電動(dòng)機(jī)的最小輸出轉(zhuǎn)矩按最小卷徑和最小張力給定值來(lái)計(jì)算。如果選擇張力開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)矩模式，那么要求電動(dòng)機(jī)的最小輸出轉(zhuǎn)矩只有電動(dòng)機(jī)額定輸出轉(zhuǎn)矩的2.7%，遠(yuǎn)低于10%的要求。這樣在生產(chǎn)小張力紗線時(shí)，要保證小卷徑的收卷張力恒定是很困難的。也就是說(shuō)在作張力控制時(shí)既要求張力恒定，又要求張力可調(diào)范圍要大，使用張力開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)矩模式很難達(dá)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(duì)PID參數(shù)有一定的依賴性，但相對(duì)于張力閉環(huán)轉(zhuǎn)矩模式而言，調(diào)試要相對(duì)簡(jiǎn)單，且完全能達(dá)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(hào)輸出）、張力輥和角度輥，通過(guò)張力傳感器的信號(hào)反饋實(shí)現(xiàn)張力閉環(huán)控制，從而達(dá)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(shí)電動(dòng)機(jī)有足夠的輸出轉(zhuǎn)矩，以防止電動(dòng)機(jī)在低速和零速時(shí)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(dòng)機(jī)低頻輸出轉(zhuǎn)矩。這樣需要在電動(dòng)機(jī)上加裝旋轉(zhuǎn)編碼器。
利用變頻器進(jìn)行張力控制時(shí)，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(jī)采用TD3300變頻器改造后，現(xiàn)場(chǎng)配置簡(jiǎn)潔，工作穩(wěn)定，調(diào)試方便，實(shí)際的收卷效果也很理想，用戶已使用較長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)改造結(jié)果相當(dāng)滿意。□ 石杰
