卷繞式鍍膜機(jī)傳動系統(tǒng)有交流電機(jī)驅(qū)動方式和直流電機(jī)驅(qū)動方式兩種，直流電動機(jī)由于轉(zhuǎn)矩特性好、調(diào)速容易，在卷繞式鍍膜機(jī)卷繞系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。在卷材張力值較小運(yùn)行時，傳動系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定的現(xiàn)象。本文對引起不穩(wěn)定的因素進(jìn)行了分析，此原因?yàn)橹绷麟妱訖C(jī)電樞電流不連續(xù)。用Matlab對分析的結(jié)果進(jìn)行了仿真。運(yùn)行結(jié)果表明，串入續(xù)流電抗器后，卷繞系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

　　卷繞式鍍膜機(jī)是在真空環(huán)境下在卷材上鍍制鋁、SiO₂、氧化銦錫等的真空應(yīng)用設(shè)備。由放卷輥放出的原膜經(jīng)放側(cè)導(dǎo)輥、張力檢測輥、在中間輥上進(jìn)行處理，經(jīng)收側(cè)導(dǎo)輥、張力檢測輥，由收輥收卷。在設(shè)備工作過程中收卷卷徑越來越大，放卷卷徑越來越小，在卷材卷徑變化時卷材張力的變化范圍有嚴(yán)格的要求。張力控制的好壞同膜的跑偏量、暴筋的產(chǎn)生等密切相關(guān)。張力過小則引起膜的松弛，有可能將膜卷繞到其他輥?zhàn)由�；張力過大可能使膜斷裂，或質(zhì)量等級降低。因此張力控制的好壞直接關(guān)系到該機(jī)的正常使用。

1、原系統(tǒng)硬件組成

　　直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)具有調(diào)速范圍大、精度高、速度調(diào)節(jié)平滑等特性，在國外的卷繞式鍍膜機(jī)設(shè)計中大多使用直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，國內(nèi)某真空公司生產(chǎn)的卷繞式鍍膜機(jī)系統(tǒng)也由直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)組成，如圖1 所示。張力傳感器同張力控制器是張力控制中的最主要元器件，該系統(tǒng)選用了Montalvo(蒙特福)公司的張力控制器及張力傳感器，是目前世界上比較先進(jìn)的張力控制器。和張力控制器配套的傳感器采用半導(dǎo)體應(yīng)變電阻片原理檢測卷材張力，輸出信號具有線性好、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。在低張力的情況下，也能提供很高的靈敏度。

　　在系統(tǒng)中電機(jī)的配置為：收、放卷電機(jī)為：Z2- 52 7.5KW 220 V/1500 rpm；測速電機(jī)：CYT4.5/5.5- 15 1500 rpm/55 V，中間輥電機(jī)為：Z2- 523 kW 220 V/750 rpm ；測速電機(jī)CYT4.5/5.5- 101000 rpm/55 V。其卷繞系統(tǒng)的指標(biāo)為：跑膜速度V=（60~300 m）/min，張力連續(xù)可調(diào)，卷徑最小為100 mm， 最大為650 mm， 卷徑變化為（100~650） mm。

　　在設(shè)備工作過程中，放輥初始卷徑為400 mm，調(diào)節(jié)張力給定，當(dāng)收、放卷電機(jī)電流在2 A 以時，跑膜過程基本上能保證張力控制合適、收薄膜邊緣齊整。當(dāng)調(diào)節(jié)速度或張力給定，電機(jī)電流在2 A 以下時，跑膜基本上無法完成，電機(jī)速度亦不穩(wěn)定。因此張力無法調(diào)小，致使無法加工張力要求很小的薄膜，如電容器膜。

1.放卷輥2、6.導(dǎo)輥3、5.張力檢測輥4.中間輥7.收卷輥8、9、10.直流電機(jī)11、12、13.直流電機(jī)調(diào)速器14、16 . 張力控制器15.速度給定17、18.張力給定

圖1 卷繞系統(tǒng)示意圖

2、原因分析

　　由參考文獻(xiàn)T_e=C_tφI_a，T_L=F_r,T_L=T_e。分析知，當(dāng)TL 較大時，Ia 大，當(dāng)TL較小時，Ia 小，故當(dāng)張力很小，卷徑也為最小值時，Ia 很小。由由參考文獻(xiàn)晶閘管可控電路主回路電流連續(xù)所需最小電感值為Lmin = Kf U2φ/Idminsinα （mH)， 其中Kf 為系數(shù)： 單相全控電路取2.87，三相全控電路取0.693，U2φ 主電路相電壓，α 為控制角。Idmin 的值按直流電動機(jī)拖動生產(chǎn)機(jī)械空載時的最小工作電流來確定。原晶閘管整流裝置為單相全控整流電路沒有串聯(lián)電感，電機(jī)電流較大時電流是連續(xù)的，而電機(jī)電流減小時電流不連續(xù)，造成轉(zhuǎn)矩脈動引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。

3、系統(tǒng)的改進(jìn)及仿真

3.1、系統(tǒng)的改進(jìn)

　　Z4 系列直流電動機(jī)是為靜止整流電源供電而設(shè)計的電機(jī)系列，轉(zhuǎn)動慣量小，具有較好的動態(tài)性能， 并能承受較高的負(fù)載變化率，特別適用于需要平滑調(diào)速、效率高、自動穩(wěn)速、反應(yīng)靈敏的控制系統(tǒng)。額定電壓為160 V 的電動機(jī)，在單相橋式整流器供電的情況下，一般需帶電抗器工作。額定電壓440 V 的電動機(jī)，一般不需外接電抗器。由Lmin 的計算公式，α 相同時Lmin3 相Lmin 單相= 2.870.693 =4.1，因此將Z2 電機(jī)改成440V 供電的Z4 電機(jī)可以大大減小所需電感值，電機(jī)選擇如下。其中收、放輥為Z4- 112/7.5kW/14800 r/440 V/20.6 A，Ra=2.17，La=24.1 mH，中間輥為：Z4- 112/3 kW/1010 r/440 V/9.1A，Ra=7.62，La=83 mH。