[发明专利]电机卷绕恒张力控制方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及恒张力控制技术，特别是涉及一种电机卷绕恒张力控制方法和系统。

背景技术

在纺织、印刷、造纸、线缆等行业都存在产品收放卷的工况，为保证产品的质量，要求产品在收放卷过程中保持张力的恒定。

目前，市场上大部分恒张力控制系统都需要安装张力传感器检测实际张力来控制张力恒定，另外还需要加装光电传感器在生产过程中对材料进行实时检测，从而在材料损坏断开时及时报警停机，避免浪费材料，造成生产事故。

然而安装张力传感器和光电传感器都增加了成本。

发明内容

基于此，有必要提供一种无需安装张力传感器和光电传感器的低成本电机卷绕恒张力控制方法和系统。

一种电机卷绕恒张力控制方法，所述卷绕为收卷或放卷，所述方法包括：

根据当前的卷绕线速度与电机频率计算并实时检测卷绕半径，所述卷绕半径为收卷半径或放卷半径；

根据卷绕张力和所述卷绕半径计算并控制目标转矩；

检测电机的旋转方向；

判断所述收卷半径是否呈变小趋势且电机为收卷操作的正向旋转或放卷半径是否呈变大趋势且电机为放卷操作的正向旋转，若是，给出断料报警信号。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

检测电机的三相电流；

将所述三相电流通过Clarke变换、Park变换得到MT旋转坐标系下的励磁电流和转矩电流；

根据所述目标转矩及所述转矩电流进行转矩闭环控制，调整输出转矩电流。

在其中一个实施例中，所述根据当前的卷绕线速度与电机频率计算卷绕半径的步骤之前还包括测量当前的卷绕线速度和卷绕张力的步骤。

在其中一个实施例中，根据公式n=60f/p/kt、r=v/(π×n)/2依次得到卷绕的转速和卷绕半径；

其中，r为卷绕半径，v为卷绕线速度，n为卷绕的转速，π为常数，取3.14，f为电机频率，p为电机极对数，kt为电机传动比；根据公式T=F×r得到目标转矩；

其中，T为目标转矩，F为卷绕张力，r为卷绕半径。

在其中一个实施例中，判断所述收卷半径是否呈变小趋势或放卷半径是否呈变大趋势的步骤具体包括：

设定预设时间；

对所述预设时间内实时监测的卷绕半径进行线性分析；

利用低通滤波方法对卷绕半径的错误监测数据进行排除，获得线性分析结果；

根据所述线性分析结果判断所述收卷半径是否呈变小趋势或放卷半径是否呈变大趋势。

一种电机卷绕恒张力控制系统，所述卷绕为收卷或放卷，所述系统包括：

计算控制模块，用于根据当前的卷绕线速度与电机频率计算并实时监测卷绕半径，根据卷绕张力和所述卷绕半径计算并控制目标转矩，所述卷绕半径为收卷半径或放卷半径；

电机转向检测模块，用于实时检测电机的旋转方向；

断料判断模块，用于判断所述收卷半径是否呈变小趋势且电机为收卷操作的正向旋转或放卷半径是否呈变大趋势且电机为放卷操作的正向旋转，若是，给出断料报警信号。

在其中一个实施例中，所述系统还包括：

电流检测模块，用于检测电机的三相电流；

电流坐标变换分解模块，用于将所述三相电流通过Clarke变换、Park变换得到MT旋转坐标系下的励磁电流和转矩电流；

转矩闭环控制模块，用于根据所述目标转矩及所述转矩电流进行转矩闭环控制，调整输出转矩电流。

在其中一个实施例中，所述系统还包括测量模块，用于测量当前的卷绕线速度和卷绕张力。

在其中一个实施例中，所述计算控制模块根据公式n=60f/p/kt、r=v/(π×n)/2依次得到卷绕的转速和卷绕半径；

其中，r为卷绕半径，v为卷绕线速度，n为卷绕的转速，π为常数，取3.14，f为电机频率，p为电机极对数，kt为电机传动比；所述计算控制模块根据公式T=F×r得到目标转矩；

其中，T为目标转矩，F为卷绕张力，r为卷绕半径。

在其中一个实施例中，所述断料判断模块包括：

计时单元，用于设定预设时间；

存储单元，用于存储所述预设时间内实时监测的卷绕半径；

线性分析单元，用于对所述存储单元内的卷绕半径进行线性分析；

低通滤波单元，用于对卷绕半径的错误检测数据进行排除，获得线性分析结果；

判断单元，用于根据所述线性分析结果判断所述收卷半径是否呈变小趋势或放卷半径是否呈变大趋势。