张力控制器的卷径与转矩的计算

大型捻股机的卷绕系统 利用的是变频张力控制器的直接转矩控制模式实现恒张力卷绕控制无须张力检测与卷绕直径检测，无须松紧架同步装置。控制所需要的力矩与卷绕直径直接通过可编程张力控制器（PLC）内部计算获得 不需要时时检测卷径的一种简单的方法。
张力控制器在一般的变频控制过程中，变频器的工作模式是速度控制模式，为了确保恒定的张力，装置中就一定要有一个张力检测部件。而这个检测部件的任务就是把检测到的张力反馈到变频装置中，进行PID调节。恒张力控制就要求有恒定的转矩，但是在收卷过程中，其收卷轮的半径是在不断地增大的，这就要求电机的转矩也是在逐渐增大的（转矩等于张力与半径的成绩）。张力控制器通过卷径计算，得到卷径的即时数据。再根据张力基本恒定，可得到即时电机的转矩。其基本特点就是：一方面通过卷径计算，转矩计算，通过PLC，把这个不断变化的转矩传送给变频器。另一方面是利用速度限幅，来控制变频器的输出频率，使电机的线速度稳定，从而达到张力恒定的目的。在所构成的应用系统中 DP通讯在PLC和变频器之间实现转矩给定和速度限幅的信息的传递。

卷径与转矩的计算
(1) 张力控制器卷径计算
磁粉制动器在工作过程中，假设拉出来的丝很细（0.22mm），在缠绕时所产生的缝隙可以忽略不计。而根据体积不变原则，在工作中的某一时刻，收线轮上的线的体积为：在系统中，随着收线长度的增加，其收线轮的半径是在逐渐增加的。要保证张力恒定，就要求力距的变化与卷径的变化成正比。所以，在某一时刻，其力矩的大小就可以通过这个式子在可编程张力控制器内计算出来，再把这个数值通过DP通讯送到变频器。