复卷机机电系统的分析与研究

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1、复卷机机电系统的分析与研究摘要论文对复卷机的退纸部、纵切部和卷纸部等机械结构进行了讨论，对复卷过程中卷曲理论基础，实际的卷曲方法以及当前卷曲模型进行了分析，给出了复卷过程中韵纸卷径向和切向的应力变化的数学模型，从而可以通过控制影响纸张残余应力的三个主要因素：纸幅张力(Tension)、压区压力(Nipload)、扭矩(Torque)，简称n盯，来得到高质量的成品纸卷。为了控制这三个主要因素，对复卷机机电系统中的传动机构、控制要求、过程曲线以及控制方案进行了阐述，并对满足这些指标的两种可行的复卷机机电系统控制方

2、案进行了深入探讨，其一为基于直流传动控制系统的转矩控制方案，另一个是基于交流传动控制系统的转速控制方案。最后，对复卷机机电系统的发展趋势进行了展望。在基于直流传动控制系统的方案中，对于三个传动点的主回路控制，总体上都采用转速电流双闭环控制。论文中分析了复卷机直流传动控制系统的总体方案。针对纸幅张力控制子系统，采取了转矩控制，采用了间接张力控制与直接张力控制相结合的一种复合张力控制法，用间接张力控制补偿主要扰动量，已近似保持退卷张力恒定，有力地减轻了张力调节环的负担，使直接张力调节器只起微调作用，这样既使系统易

3、于稳定又得到很高的控制精度。同时，给出了原纸卷转动惯量的计算公式，以及相应的离散化方程，分豳墅幽盗磬醋誊省丝析了原纸卷转动惯量的影响，指出由于原纸卷的转动惯量是渐变的，所以弱磁调速过程对原纸卷惯性转矩的补偿计算，应该允许电流继续变化，这样才能保证纸幅张力的稳定。在系统升降车速过程中，纸幅张力的稳定受到诸多因数的影响，论文中定性地进行了讨论，并提出了一个在此情况下的张力补偿方法。在基于交流传动控制系统的方案中，针对应用于复卷机控制的交流传动装置ACS600，阐述了直接转矩控制(DTC)的原理。根据弹性力学中的虎

4、克定律，分析了当纸幅的变形处于弹性变形范围内时，纸张的应变与张力成正比。而纸幅的应交又可以用纸幅运行两端的线速度来表示，所以控制纸幅的张力，就等效于控制纸幅的应变，也等于控制纸幅两端的线速度。计算出原纸卷的半径后，则控制其线速度可以通过控制其电机转速来实现，从而提出了用转速控制来实现恒张力控制。同时，重点分析了卷径计算、张力控制方式的选择、初始半径的确定方法、速度基准是如何处理的以及再生能量的处理方法，并确定了处理方案。通过对两种可行的复卷机机电系统控制方案进行的对比，得出两种方案都能满足复卷的需要，各有各的

5、特色。关键词：复卷机，机电系统，直流传动，交流传动，张力控制Ⅱ．，，捌盥幽固豳础翻骝L——————一ANALYSIS&RESEARCHOFWINDEREL电CTmCXTY&MAIcl咖sYSTeMForwindingprocess，thethesisanalyzedwindingtheory,practicalwindingt∞lsandwindingmodels，and烈Iu∞dtheinternalrmlstressdistributioninthe鞠dialdire溆ortangentialdirect

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8、trolofthreemain嘶veloopsadopteddoubleclosedloopofspeed¤tcontrolsystem·ThethesisanalyzedthewholeschemeofDCdrivecontrolsystemforwinder．Thesubsystemoftensioncontroladoptedtorquecontrol，andwasacomplex