异形线圈绕制张力控制装置的设计.pdfVIP

学兔兔 异 形 线 圈 绕 制 张 力 控 制 装 置 的 设 计 口 樊小波 口 姚运萍 兰州理工大学机电工程学院 兰州 730050 摘 要：针对高温超导磁铁的异形线圈类型，设计了适合绕制线圈的张力控制装置。采用磁粉制动器控制绕组 放线速度，使用张力检测装置检测张力，测量值与设定值的差值经PID控制算法进行处理，修正单片机输出值，并将 其转化成电信号传送到磁粉制动器，以达到设定张力恒定。 关键词：异形线圈 PID控制算法 张力检测 磁粉制动器 中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1000—4998f2015)03—0070—03 各种 电磁线 圈已应用于人们生活 的方方面面 ，这 开关电路控制磁粉制动器 的驱动电流，从而控制与制 也导致 了绕线机朝着高效率 、高精度及高产量 的方向 动器相连接 的辊轴，形成张力 闭环系统 。在绕组导线张 发展。如今，各种新型、高速、高精度专用绕线机已经出 力被控制在恒定值之后，导线通过上下导辊和侧向导 现 ，但对于线径较粗的异形线圈的绕制 。仍然停 留在手 辊传送到机械手 ，再由机械手将导线绕制在线圈模具 工绕制 的方式。手工绕制方式效率低 。劳动强度大。绕 上。其 中，牵引辊的侧视图如图 2所示 ，导线紧贴上下 线过程中，由于手工控制力的不确定性 ，使线圈绕制精 两个压辊 ，动力输入端连接磁粉制动器 ，驱动牵引辊产 度不高，绕组导线的张力得不到有效控制 。 生制动力矩 ，在绕线时使导线处于恒拉力状态。 本文 旨在设计一种适合于此类绕组导线的张力系 2 磁粉制动器 统，在满足生产要求的前提下，保证绕组导线的张力始 终保持恒定 ，避免外部干扰引起的张力抖动。 磁粉制动器是根据电磁原理并利用磁粉来传递转 矩 ，其传递的转矩 与激磁 电流基本成线性关 系，如图3 1 张力控制系统结构 所示 。因此 ，只要改变激磁电流的大小 ，便可轻易地控 本文所设计 的张力控制装置如图 1所示。该装置 制转矩 的大小 。正常情况下 ，在 5％至 100％的额定转 的工作流程为 ：线盘上的绕组导线通 导线 过牵引辊 ．使其以一定的速度通过张 力检测装置 。张力检测装置将检测到 的信号发送到信号放大器，信号被放 大后传送到张力控制器 ，控制器综合 给定张力和反馈张力栓测得到 的实 1．线盘 2．线圈导线 3．牵引辊 4．上下导辊 5．侧向 际张力信号，再输出控制信号，通过 导辊 6．张力检测装置 7．磁粉制动器 8．支架 收稿日期：2014年9月 ▲图 1 张力控制系统的结构图 ▲图2 牵引辊侧视图 的相关技术已经成熟稳定，这对于齐重数控装备股份 Power[J]．Tribology International，1984，17(3)：162—166． 有限公司乃至国内重型机床加工制造水平 的提高 ，都 [4] Weishun Wang．Optimal Design of He