逆变型张力控制装置

项目概况

本项目涉及一种张力控制方法和装置，其特点是可由普通变频器控制异步电动机来简单

驱动收卷机构，而开卷机构，由一永磁同步电机来控制，张力来自该永磁同步电机的转矩，

本发明介绍的控制装置通过控制该永磁同步电动机的转矩来实现张力控制。该开卷机构的永

磁同步电机实际是由收卷机构的驱动电动机拖动运行的，该永磁同步电动机工作于发电状

态，所发电能，亦通过控制装置回馈给电网。

主要特点

转矩或张力控制系统在工业领域有着广泛的应用，张力控制一般有两种途径，一是通过

两个动力点的速度差形成张力，二是直接控制转矩来形成张力。

上述第二种方式的核心是与收开卷机构相连接的负载转矩控制装置，目前一般是采用磁

粉离合器来提供需要的负载转矩，但这样做有一些固有的缺陷难以克服，首先磁粉制动器将

产生很大的热量，造成了能量的浪费，还需要一个冷却系统。另外，磁粉制动器提供的负载

转矩的控制精度不高，也很难进行动态调整。当卷绕半径在不断发生变化的情况下，需要通

过动态地调整负载转矩来保证张力的恒定，在这种情况下，磁粉制动器将无法满足要求。

本项目提供一种基于永磁同步电动机的负载转矩控制装置，该装置可以实现转矩、张力

动态调节。该装置可以将永磁同步电动机所产生的电能通过逆变的方式回馈电网，实现了节

能，也省掉了冷却系统。

主要性能指标

1、 转矩控制范围：0.1Nm至50Nm

2、 最高开卷转速： 1500RPM

3、 速度控制范围：1：5000

4、 系统功率因数：大于0.98

市场前景

转矩或张力系统在工业控制领域有着广泛的应用，诸如造纸、印刷印染、包装、电线电

缆、光纤电缆、纺织、皮革、金属箔加工、纤维、橡胶、冶金等行业都要进行精确的张力控46

制，以提高产品的质量，而张力控制是以转矩控制为前提的，目前国内尚没用高精度和高动

态品质的张力控制技术和装置。因此，本项目极具推广应用前景。本项目涉及的主要技术已

申请国家发明专利。