具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

一种成组保持纤维纱线张力的方法，包括以下步骤：将一组电机通过同一个三相调压器进行供电，本发明中采用力矩电机，通过接触器调压器自带同步电机控制碳刷沿线圈表面滑动，调节匝数比来输出电压有效值，输出的电压波形为正弦波，免除了谐波干扰的风险；计算放卷辊筒的实时卷径；根据纱线所需的张力和实时卷径计算电机的所需输出电压，此处所指的所需输出电压为根据卷径而实时进行变化的变化值；通过三相调压器调节一组电机的输出电压至所需输出电压。

本发明中通过同一个三相调压器对一组电机进行电压控制，如图1所示，使得该组内的电机在相同的纱线张力需求下输出所需输出电压，且电压随纱筒卷径而实时变化，有效的保证了多股纱线张力的一致性和稳定性，将上述方法作用于一束扁状丝时，可保证该丝束内无缝隙，保证最终织物的质量。

作为上述实施例的优选，所需输出电压的计算公式如下：

其中，U为电机的所需输出电压，单位为V；F为纱线所需的张力值，单位为N；R为放卷辊筒的实时卷径，单位为m；K和b为常数。

上述公式的推导过程如下：

在现有技术中，已知电机的输出力矩M与电流I的平方所成的曲线关系以及电机的输出力矩M与功率P之间所成的直线关系，推导出电机的输出力矩M与输出电压u之间的关系为：

M＝Ku²+b 公式一

其中，M为电机的输出力矩，单位为N·m；u为电机的输出电压，单位为V；K和b为常数。

同时已知：

M＝F·R 公式二

其中，M为电机的输出力矩，单位为N·m；F为电机的输出电压，单位为V；R为放卷辊筒的实时卷径，单位为m。

根据公式一和公式二可得：

F·R＝Ku²+b 公式三

本优选方案中电机的所需输出电压的计算公式则有上述公示三推导所得。公式一中的曲线形式会因不同厂家电机以及不同的参数等原因而不同，其中，常数b选择的依据在于电机的起始电压值，当电压大于起始电压值是才能够安保证电机的顺利启动。在实际生产的过程中，本发明中所控制的一组电机需要尽可能的保证来自相同的厂家和具有相同的参数，但在实际上电机完全相同的自身属性是难以保证的，因此针对一组电机的K和b值往往是通过调试和数据总结而获得的，综合一组电机各自的属性。

作为上述实施例的优选，放卷辊筒的实时卷径通过纱线的线速度和电机在单位时间内的转数计算，具体地，放卷辊筒的实时卷径计算公式如下：

其中，R为实时卷径，单位为m；V为纱线的线速度，单位为m/s；N为电机1s内的转数。为了保证整经完成的纱线进行稳定的收卷，线速度V通常需要被控制为定值，因此，为了适应卷径的变化，电机在1s内的转数是实时变化，可通过现有技术进行采集。

为了实现闭环的控制形式，使得电机的输出电压更加精准，电机输出力矩更加稳定，本发明中成组保持纤维纱线张力的方法还包括以下步骤：对三相调压器的每一相电压进行检测，并取三相电压有效值的平均值作为控制电压，根据控制电压和所需输出电压的比较结果对输出电压进行调整，此处所指的调增为微调行为，实现对电机的闭环控制，且可通过控制差值极限值的方式来进行调整精度的调节。

一种成组保持纤维纱线张力的系统，包括：电机，与纱线的放卷辊筒一一对应设置，为放卷辊筒提供转动动力；三相调压器，与待控制的一组电机连接；放卷辊筒测量单元，采集用于计算放卷辊筒卷径的参数，此处所指的参数可以直接为放卷辊筒的卷径，也可为对卷径进行计算的相关参数；控制器，根据纱线所需的张力和参数计算电机的所需输出电压，通过所需输出电压对电机进行控制有效的保证；其中，三相调压器根据所需输出电压控制一组电机的输出电压。

同样地，本发明的系统中通过同一个三相调压器对一组电机进行电压控制，使得该组内的电机在相同的纱线张力需求下输出所需输出电压，实现了与上述实施例中相同的保证最终织物质量的目的。

所需输出电压的计算公式如下：

其中，U为电机的所需输出电压，单位为V；F为纱线所需的张力值，单位为N；R为放卷辊筒的实时卷径，单位为m；K和b为常数。

作为上述实施例的优选，本实施例中采集的用于计算放卷辊筒卷径的参数为电机1s内的转数，因此还包括电机转数采集单元，对电机在单位时间内的转数进行采集，包括：磁铁，固定于电机的转轴上，随电机同步转动；感应元件，固定设置且对磁铁的转动圈数进行感应，此处的固定设置指相对于放卷贯通的转轴而固定设置，一般而言与设备本体固定连接；磁旋转编码器，通过自身精度控制圈数的精确范围；磁旋转编码器芯片，根据感应结果和精度范围对圈数进行计算。

在实施过程中，磁铁装在电机的转轴上，随电机一起转动，每次起点作为原点，磁铁所转的整圈计入圈数的整数部分，磁旋转编码器AB相4倍频精度为1/1024，单倍频精度为1/256，采用单倍频，细分为256小格，即通过256小格判断电机的非整圈转数，获得圈数的小数部分。设1s内电机转过原点m1圈，定时器计时为t1，剩下的半圈为m2小格，定时器计时每小格耗时t2，则：

N＝m1*t1+m2*t2

其中，m1、m2通过磁旋转编码器读得数据，t1、t2通过嵌入式中央处理器运算得到，t1、t2无单位。

其中，放卷辊筒的实时卷径计算公式如下：

其中，R为实时卷径，单位为m；V为纱线的线速度，单位为m/s；N为电机1s内的转数，单位为1/s。

作为上述实施例的优选，成组保持纤维纱线张力的系统还包括电压检测模块，对单相电压进行检测，且检测结构用于输出电压的调整，检测到的每一相电压值反馈给PLC，取三相电压有效值的平均值作为控制电压，对电机的控制形成闭环，使输出电压更加精准，电机输出力矩更加稳定。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。