MATLAB卷取机张力研究+文献综述(2)
众所周知，一条纸带如果没有绷紧的话，是没有办法卷紧的。假如张力过小，纸卷的边缘会不齐，纸卷有的紧，有的松。假如张力过大，纸张则容易被拉断。在冶金行业，对于薄钢板的卷取，也有着相同的问题，并且还有其特殊性。如果张力过小，钢卷将在自身重量下变得松散，钢卷在散开过程期间由于相对滑动，将在钢板的表面产生划痕，这样就影响了钢材的表面质量，或者由于钢卷内层松散突出，无法包装；如果张力过大，在钢材的卷取过程中，将使钢卷内卷产生滑动，由于滑动而造成表面划痕，从而影响了钢材的表面质量；更重要的是，因为张力过大，会造成钢卷的内部应力过大，导致钢卷的内孔内陷或整个内层卷突出（即塔形），一旦发生了这种情况，就将降低钢卷的等级。为了防止钢卷的层间滑动，层间径向作用力乘摩擦系数的值应该大于张力力矩除半径所得的值。而在实际生产中，滑差率（即不产生相对滑动的最大张力力矩与实际力矩之比）一定要大于1.0。为提高钢卷的成材率，应当根据不同的加工工艺（连轧、平整、酸洗、涂层等）以及被卷取的材料的特性设置其相应的张力。然后，在卷取的过程中，保持该张力值恒定。综上所述，恒张力控制是卷取技术的关键。
同样的，在造纸、纺织、化纤、印刷等行业中，张力的控制也是一个重要的研究领域。比如，在复合材料缠绕工艺中，如果张力的控制不恰当，或是张力控制不稳定，就会令复合缠绕材料的强度下降20%一30%，但如果张力得到了很好的控制，就可控制纤文和树脂在芯模上按照规定的线形排列，从而提高了纤文树脂复合材料强度。在印染行业里对张力的控制也有相近的要求，例如，在印染的过程中，织物的张力将影响织物的着色强度、着色色差，最终直接影响产品的质量。
在20世纪八十年代以前，卷取张力控制系统一般是以模拟器件为主，系统精度一直不高。自从进入九十年代后，随着电力电子技术、机电制造技术、检测技术、计算机技术的发展，专用张力控制设备（器件）得到了飞速的发展。从目前收集的资料来看，张力控制设备主要从两方面发展，一是以变频器为基础的张力控制系统，其主要的特点是采用专用的张力控制板来完成张力控制所需要的动态惯性力矩补偿、卷径计算、恒张力控制等功能，通过变频器实现恒张力控制。其主要代表产品有：德国西门子公司的张力控制板以及其相应变频器系列，张力控制板从最初的PT10、T30O到目前最新的T40O。是由相应的变频器和张力控制板结合，来完成张力控制。另一方面是以永磁（磁粉）离合器（制动器）为基础的张力控制设备。主要特点是磁粉离合器（制动器）的激磁电流和输出转矩有较好的线性关系，通过相应检测元件的信号来调节和控制磁粉离合器的激磁电流大小，从而控制其输出力矩，控制卷取张力。该系统由于受到了磁粉离合器输出力矩大小的限制，主要应用的领域为轻工业，如纺织、造纸、印刷等行业。主要的代表产品有三菱公司的张力控制系统， NRIECO公司的卷材张力控制系统。
最近一、二十年来，随着我国与国外技术交流日益密切，国内的卷取张力控制设备（器件）基本上也与国外保持同步。对于永磁式制动器（离合器）为基础的永磁式张力控制系统，有上海佐林电器有限公司生产的YZ系列产品。对于以变频器为基础的张力控制系统，在国内有许多科研院所、厂家和高校进行了相应的研制和开发，其中就有南京航空航天大学开发的Hl系列高性能微机控制变频器，其转矩补偿可以进行256种选择；华为公司生产的TD33OO系列专用张力控制变频器，本身带有动态补偿、弯曲力矩补偿等功能，不需要专用的张力控制工艺板就能完成张力控制的功能。
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