[实用新型]一种基于旋转编码器的张力控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于旋转编码器的张力控制系统。 

背景技术

纺织工业中曳引机和切断机的联合运行要求张力恒定，一般采用张力辊来实现张力控制。其传动装置以前采用直流电动机。随着大功率电子器件的进步，直流传动越来越多地采用交流传动替代。本申请即张力控制系统采用变频交流传动系统。 

发明内容

本实用新型涉及一种基于旋转编码器的张力控制系统，其特征在于：该系统包括曳引机电机、变频器、切断机电机、旋转编码器、张力辊、同步控制电路；所述旋转编码器设置在所述张力辊的传动链轮机构中。所述同步控制电路由高速设定电路、中速设定电路、低速设定电路、给定积分器和两路变频器给定信号环节组成。1、同步张力控制原理曳引机和切断机的同步运行是通过速度自动调节的。由于曳引机和切断机之问的速度关系必须严格保持不变，因此必须采用无差调节系统。而要实现无差调节，则调节系统中必须有一积分环节。在曳引机和切断机紧式加工同步传动中这个积分的功能能是由松紧架——张力辊来完成的，它的位移前后两单元速差的积分，即：Δs＝∫(V2-V1)dt。只要有速度差存在，张力辊将继续移动，直到速度差消失。张力辊的位移变成电信号，通过叠加到曳引机给定信号来自动调节曳引机的转速实现同步。 

张力辊在同步运行中具有以下几种功能：a.速差检测元件；b.积分元件——作为无差调节的必要条件；c.动态过程中起缓冲作用；d.张力的设定——调节重锤。(图1是带张力控制的曳引机和切断机同步运行示意图)。 丝的张力是通过重锤在垂直方向上的重力获得的，不管其位置是否变动始终使丝保持一定的张力。采用张力辊时，张力与变频器的控制没有直接关系，其大小为重锤重量的一半。但张力辊所具有的张力控制功能只限于在其容许行程以内。在张力辊控制方式中，变频器传动电机的作用就是使张力辊在容许行程以内。旋转编码器设置在张力辊的传动链轮机构中，将张力辊位移信号变换成光电脉冲信号输出。再通过转换卡F/V电路得到电压信号，作为补偿信号加到VF2的频率指令上，控制曳引电机的转速，从而保持张力辊处于行程的中心位置，这种张力控制方式具有过渡误差可以在机械侧被吸收的优点，所以用简单的通用变频器就可构成系统。 

2、采用旋转编码器实现的张力辊位移检测电路旋转编码器和连接器：采用日本光洋电子公司生产的TRD-J240增量型编码器。该光学式旋转编码器，其旋转槽圆盘采用金属制成。其特点如下：a.耐冲击、耐振动；b.电源电压范围可在DC4.75～30V之间变化；c.每转240个脉冲；d.输出波形为二相正交信号(A、B)；e.输出电路型式——推拉输出，可直接驱动光耦。旋转编码器每转输出脉冲数的选择，必须考虑到旋转编码器的最大转动角度和采用的可逆计数器，以及选用的十位D/A转换器。旋转部件与旋转编码器的连接采用连接器实现。运行证明，金属连接器工作是可靠的。 

3、同步控制电路图2所示是同步控制电路，该电路由高速、中速、低速设定电路、给定积分器和两路变频器给定信号环节组成。 

本文介绍的张力控制系统：采用变频器直流母线并联运行既节约电能，又节省了1只制动单元；基于旋转编码器的张力辊位移检测电路实现的张力控制系统，性能优良，启动平稳，系统运行可靠；可以推广到其它张力控制系统。 

附图说明

图1是带张力控制的曳引机和切断机同步运行示意图；VF1——曳引机电机、变频器M1；VF2——切断机电机、变频器M2；PG——旋转编码器。 

图2所示是同步控制电路。 

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。 

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

曳引机和切断机的同步运行是通过速度自动调节的。由于曳引机和切断机之问的速度关系必须严格保持不变，因此必须采用无差调节系统。而要实现无差调节，则调节系统中必须有一积分环节。 

旋转编码器装在张力辊的传动链轮机构中，将张力辊位移信号变换成光电脉冲信号输出。再通过转换卡F/V电路得到电压信号，作为补偿信号加到VF2的频率指令上，控制曳引电机的转速，从而保持张力辊处于行程的中心位置，这种张力控制方式具有过渡误差可以在机械侧被吸收的优点，所以用简单的通用变频器就可构成系统。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。