张力控制能够应用在很多工业生产相关的领域中，而且保持驱动设备的输出张力恒定，能够有效的提高产品质量。例如在造纸、印刷、电线、电缆、印染、包装、拉拔、压花、纺织、皮革、金属加工等行业中都广泛的采用了该技术。张力控制可分为恒张力控制和变张力控制两种，这里以恒张力控制为主要内容为大家进行相关的论述

一、引言

随着我国经济腾飞，工业市场对张力控制设备需求量也开始稳步增长，同时随着市场对产品质量标准的提高，这也对张力控制的精度和设备和自动化程度提出了更高要求。传统的张力控制器加磁粉离合器的方案已不能满足市场需要，变频调速技术的诞生为张力控制设备的发展插上腾飞的翅膀。

二、张力控制基本概念

1.什么是张力?

张力指的是材料表面的拉伸力，在工业生产的许多领域中，都需要进行精确的张力控制，保持驱动设备输出恒定。

2.张力和扭矩、卷径的关系

图 1 张力和扭矩的关系

如图1所示F表示材料张力，T表示卷简扭矩，D表示卷简材料直径(D=2×R)，关系如下：

F张力=T扭矩/R半径

根据以上公式可知，不管材料速度如何变化，张力与扭矩和半径的关系保持不变。因此控制好扭矩与卷简的半径关系就能保持材料张力F恒定。恒张力控制的基本原理就是让电机输出力矩根据卷简材料直径变化而变化。    

3.张力控制两种模式

转矩控制：控制电机输出力矩大小保持材料张力恒定，转矩控制一般用于需要高精度的张力控制场合，如浆纱机、复合机、印刷机、分切机等。

图 2 转矩控制放卷

速度控制：通过调节电机转速快慢控制恒张力。速度模式一般和张力调节辊配合使用，张力大小由外部调节辊调节。速度控制一般用于张力控制要求不高的场合，如拉丝机等。

图 3 速度控制放卷

4.张力控制系统基本要求

张力控制系统是张力传感器和张力控制器的一种系统集成，是一种实现恒张力的自动控制系统，其作用主要是实现辊间的同步，收卷和放卷的均匀控制，工艺方面要求如下：

• 在设备起动，恒速运行，停机整个过程中都能保持恒张力;

• 在缠绕类收放卷设备中，刚起动空卷时和停机前满卷时都能保持恒张力;

• 张力大小可以自由设定，系统能显示实际卷径大小。

5.张力控制系统的方案

目前市场上使用的张力控制方案主要有四种(见表1)。

表 1 常用张力控制方案比较

通过变频器可以控制电机转速快慢或控制电机力矩大小，并以此满足恒张力的需求，是目前市场上应用较为成熟的一种方案。