一种纱线张力控制电路及方法与流程

本发明涉及电子电路，特别涉及一种纱线张力控制电路及方法。

背景技术：

1、纱线张力控制系统是纺织行业中的一个重要环节，张力控制的好坏直接影响到产品的质量和生产效率。例如，当纱线用来做纺织品织物时，若张力控制不均匀则会导致织物不平整、过量损伤、表面起圈以及褶皱等缺陷，严重影响产品质量。

2、相关技术中，多采用机械控制的方式来控制纱线张力，但控制效果不佳。为了克服机械控制的不足，也有部分用户采用直流有刷电动机作为驱动源，但是大扭矩只能在旋转过程中保持一个时刻，并且不能总是保持，同样存在纱线张力不稳定的问题。

3、因此，目前亟待需要一种纱线张力控制电路及方法来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种纱线张力控制电路及方法，能够提供恒定的扭矩，保持纱线张力稳定。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种纱线张力控制电路，包括：

3、电流获取模块、转子位置获取模块、控制单元、驱动电路和电动机；

4、所述电流获取模块的输入端与所述驱动电路连接，输出端与所述控制单元连接，所述电流获取模块用于采集流过所述驱动电路的电流；

5、所述转子位置获取模块的输入端与所述电动机连接，输出端与所述控制单元连接，所述转子位置获取模块用于获取所述电动机的转子位置；

6、所述控制单元与所述驱动电路连接，所述控制单元用于接收预设信号，并基于所述预设信号、所述电流获取模块采集到的电流和所述转子位置获取模块采集到的转子位置向所述驱动电路输出第一控制信号，所述预设信号包括纱线的预设张力；

7、所述驱动电路的输出端与所述电动机连接，所述驱动电路用于根据所述第一控制信号的电平状态控制所述电动机的输出扭矩；

8、所述电动机的输出端与纱线连接，用于给纱线提供稳定的张力。

9、在一种可能的设计中，所述控制单元包括运算放大器和模数转换器；

10、所述电流获取模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；

11、所述第一电阻的一端分别与所述驱动电路和所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第五电阻的一端、所述第六电阻的一端以及所述运算放大器的同向输入端连接，所述第三电阻的另一端分别与所述第四电阻的一端以及所述运算放大器的反向输入端连接，所述运算放大器的输出端分别与所述第四电阻的另一端以及所述模数转换器连接，所述第五电阻的另一端接地，所述第六电阻的另一端与电源连接。

12、在一种可能的设计中，所述电流获取模块还包括第七电阻和第一电容；

13、所述第七电阻的一端分别与所述运算放大器的输出端以及所述第四电阻的另一端连接，所述第七电阻的另一端分别与所述模数转换器以及所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地。

14、在一种可能的设计中，所述电动机为三相电机，所述控制单元还包括模拟比较器，所述转子位置获取模块包括三路并列设置的信号采样电路，每一路所述信号采样电路均包括第八电阻；

15、每个所述第八电阻的一端分别与所述电动机连接，另一端分别与所述模拟比较器连接。

16、在一种可能的设计中，每一路所述信号采样电路还均包括第九电阻和第二电容；

17、所述第九电阻的一端与所述电动机连接，所述第九电阻的另一端分别与所述第八电阻的一端和所述第二电容的一端连接，所述第八电阻的另一端与所述模拟比较器连接，所述第二电容的另一端接地。

18、在一种可能的设计中，所述驱动电路包括栅极驱动器和三路驱动桥电路，每路所述驱动桥电路均包括两个mos管、第十电阻和第十一电阻；

19、所述栅极驱动器的入口与所述控制单元连接，所述栅极驱动器的出口分别与每个所述第十电阻的一端和每个所述第十一电阻的一端连接，每个所述第十电阻的另一端和每个所述第十一电阻的另一端分别与一个所述mos管的栅极连接，每个所述mos管的漏极分别与所述电动机的一个线圈端口连接，所述栅极驱动器用于放大所述控制单元输出的控制信号。

20、在一种可能的设计中，每路所述驱动桥电路还均包括第十二电阻和第十三电阻；

21、所述第十二电阻的一端与所述第十电阻连接，另一端与其中一个mos管的源级连接，所述第十三电阻的一端与所述第十一电阻连接，另一端与另一个mos管的源级连接。

22、在一种可能的设计中，还包括多个滤波电路，每个所述滤波电路的一端与输入电源连接，另一端接地。

23、在一种可能的设计中，所述预设信号还包括报警信号，所述控制单元还用于基于所述报警信号向所述驱动电路输出第二控制信号；

24、所述驱动电路还用于根据所述第二控制信号的电平状态控制所述电动机的关断。

25、第二方面，本发明实施例还提供了一种纱线张力控制方法，包括：

26、利用电流获取模块采集流过驱动电路的电流；

27、利用转子位置获取模块获取电动机的转子位置；

28、利用控制单元接收预设信号，并基于所述预设信号、所述电流获取模块采集到的电流和所述转子位置获取模块采集到的转子位置向驱动电路输出第一控制信号，所述预设信号包括纱线的预设张力；

29、利用驱动电路根据所述第一控制信号的电平状态控制所述电动机的输出扭矩；

30、利用所述电动机给纱线提供稳定的张力。

31、本发明实施例，首先分别通过电流获取模块采集流过驱动电路的电流以及通过转子位置获取模块获取电动机的转子位置，流过驱动电路的电流即为流过电动机线圈的电流。然后控制单元基于接收到的预设张力，可以确定保持该预设张力需要的预设电流，并将预设电流与采集到的电流作比较，以确定电动机的电流是否偏离该预设电流。再然后，根据比较结果并结合当前转子位置向驱动电路输出第一控制信号，该第一控制信号的电平状态用于表征电动机的输出电流大小和换相点。最后，驱动电路根据第一控制信号的电平状态调整电动机的运行状态，使其输出与纱线所需的预设张力相匹配的扭矩，从而给纱线提供稳定的张力。由此可见，本发明能够提供恒定的扭矩，保持纱线张力稳定。

技术特征：

1.一种纱线张力控制电路，其特征在于，包括：电流获取模块、转子位置获取模块、控制单元、驱动电路和电动机；

2.根据权利要求1所述的纱线张力控制电路，其特征在于，所述控制单元包括运算放大器和模数转换器；

3.根据权利要求2所述的纱线张力控制电路，其特征在于，所述电流获取模块还包括第七电阻和第一电容；

4.根据权利要求1所述的纱线张力控制电路，其特征在于，所述电动机为三相电机，所述控制单元还包括模拟比较器，所述转子位置获取模块包括三路并列设置的信号采样电路，每一路所述信号采样电路均包括第八电阻；

5.根据权利要求4所述的纱线张力控制电路，其特征在于，每一路所述信号采样电路还均包括第九电阻和第二电容；

6.根据权利要求4所述的纱线张力控制电路，其特征在于，所述驱动电路包括栅极驱动器和三路驱动桥电路，每路所述驱动桥电路均包括两个mos管、第十电阻和第十一电阻；

7.根据权利要求6所述的纱线张力控制电路，其特征在于，每路所述驱动桥电路还均包括第十二电阻和第十三电阻；

8.根据权利要求7所述的纱线张力控制电路，其特征在于，还包括多个滤波电路，每个所述滤波电路的一端与输入电源连接，另一端接地。

9.根据权利要求8所述的纱线张力控制电路，其特征在于，所述预设信号还包括报警信号，所述控制单元还用于基于所述报警信号向所述驱动电路输出第二控制信号；

10.一种纱线张力控制方法，应用于如权利要求1-9任一项所述的纱线张力控制电路，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及一种纱线张力控制电路及方法，电路包括：电流获取模块、转子位置获取模块、控制单元、驱动电路和电动机；电流获取模块的输入端与驱动电路连接，输出端与控制单元连接，电流获取模块用于采集流过驱动电路的电流；转子位置获取模块的输入端与电动机连接，输出端与控制单元连接，转子位置获取模块用于获取电动机的转子位置；控制单元与驱动电路连接，控制单元用于接收预设信号，并基于预设信号、采集到的电流和转子位置向驱动电路输出第一控制信号；驱动电路的输出端与电动机连接，驱动电路用于根据第一控制信号的电平状态控制电动机的输出扭矩；电动机用于给纱线提供稳定的张力。本发明电路能够提供恒定的扭矩，保持纱线张力稳定。

技术研发人员：张有信,韩飞,李超,张立泉
受保护的技术使用者：南京玻璃纤维研究设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13