張力控制方案的介紹：

對張力的控制有兩個途徑，一是可控制電機的輸出轉矩，二是控制電機轉

速，對應這兩個途徑，MD330 設計了兩種張力控制模式。

開環轉矩控制模式

開環是指沒有張力反饋信號，變頻器僅靠控制輸出頻率或轉矩即可達到控

制目的，與開環矢量或閉環矢量無關。轉矩控制模式是指變頻器控制的是電機

的轉矩，而不是頻率，輸出頻率是跟隨材料的速度自動變化。

根據公式F=T/R（其中F 為材料張力，T 為收卷軸的扭矩，R 為收卷的半徑），

可看出，如果能根據卷徑的變化調整收卷軸的轉矩，就可以控制材料上的張力，

這就是開環轉矩模式控制張力的根據，其可行性還有一個原因是材料上的張力

只來源于收卷軸的轉矩，收卷軸的轉矩主要作用于材料上。

MD 系列變頻器在閉環矢量（有速度傳感器矢量控制）下可以準確地控制電

機輸出轉矩，使用這種控制模式，必須加裝編碼器（變頻器要配PG 卡）。

與開環轉矩模式

1）張力設定部分：用以設定張力，實際使用中張力的設定值應與所用材料、

卷曲成型的要求等實際情況相對應，需由使用者設定。張力錐度可以控制張力

隨卷徑增加而遞減，用于改善收卷成型的效果。

2）卷徑計算部分：用于計算或獲得卷徑信息，如果用線速度計算卷徑需用

到線速度輸入功能部分，如果用厚度累計計算卷徑需用到厚度累計計算卷徑相

關參數功能部分。

3）轉矩補償部分：電機的輸出轉矩在加減速時有一部分要用來克服收（放）

卷輥的轉動慣量，變頻器中關于慣量補償部分可以通過適當的參數設置自動地

根據加減速速率進行轉矩補償，使系統在加減速過程中仍獲得穩定的張力。摩

擦補償可以克服系統阻力對張力產生的影響。

閉環速度控制模式

閉環是指需要張力（位置）檢測反饋信號構成閉環調節，速度控制模式是

指變頻器根據反饋信號調節輸出頻率，而達到控制目的，速度模式變頻器可工

作在無速度傳感器矢量控制、有速度傳感器矢量控制和V/F 控制三種方式中的

任何一種。

該控制模式的原理是通過材料線速度與實際卷徑計算一個匹配頻率設定值

f1，再通過張力（位置）反饋信號進行PID 運算產生一個頻率調整值f2，zui終

頻率輸出為f=f1+f2。f1 可以基本使收（放）卷輥的線速度與材料線速度基本

匹配，然后f2 部分只需稍微調整即可滿足控制需求，很好地解決了閉環控制中

響應快速性和控制穩定性地矛盾。

這種模式下，張力設定部分無效，在FA-00PID 給定源中設定系統控制的目

標值，控制的結果是使張力（位置）的反饋信號穩定在PID 的給定值上。特別

注意，在用位置信號（如張力擺桿、浮動輥）做反饋時，改變設定值（PID 給定）

不一定能夠改變實際張力的大小，改變張力的大小需要更改機械上的配置如張

力擺桿或浮動輥的配重。

與閉環速度模式

1）PID 部分：主要在FA 組設定，FH 組中第二組PID 參數可以起到輔助作

用。在其他部分都設定無誤后，zui終的控制效果需要調整PID 參數。

2）線速度輸入部分：這部分比較重要，有兩個作用，一是通過線速度計算

變頻器的匹配頻率（見上面的描述），二是可通過線速度計算卷徑。

3）卷徑計算部分：計算實際卷徑，變頻器獲取線速度和實際卷徑后可以獲

取變頻器的匹配頻率。當用線速度計算卷徑時，若變頻器算得的卷徑與實際卷

徑有偏差，說明線速度輸入有偏差，通過卷徑計算結果可以修正線速度輸入。

5

注意一點的是用線速度和卷徑計算的匹配頻率值并非變頻器的實際輸出頻率，[1]

用線速度和運行頻率計算卷徑時用到的運行頻率是變頻器的實際輸出頻率，所

以邏輯上并不矛盾。

4）第二組PID 參數部分：當只用一組PID 參數無法滿足全程的控制效果時，

可以利用第二組PID 參數，例如在小卷時調整*組PID 參數獲得較好效果，

滿卷時調整第二組PID 參數獲得較好效果，這樣在全程就能都達到較好效果。