一种电磁式纱线张力器的研究与开发

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纱线张力的精确控制始终是贯穿纺织工业各道工序的关键技术。现有的纱线张力器多为机械式,存在控制精度低、对纱线损伤大等缺点,并且自动化程度低,越发不能满足现代化大生产对装备自动化所提出的单控、群控以及智能化控制等要求。针对上述问题,本文旨在开发一种可以由计算机控制的,且能够进行连续调节的电磁式纱线张力器。论文针对玻璃纤维的特点,利用磁性材料的磁滞特性设计开发了盘式、杯式以及筒式三种结构形式的电磁式纱线张力器。接着,推导了磁滞转矩的计算公式,得到了影响磁滞转矩的关键参数,并据此展开了具体机械结构与电磁参数的计算。利用Maxwell软件的静态场求解器对张力器的磁场进行仿真分析,验证了磁路及结构设计的合理性,借助软件的瞬态场求解器计算了实际工况下的磁滞转矩大小,并对影响磁滞转矩的各个因素进行了逐一分析和对比。结果表明,随着气隙的增加,磁滞转矩急剧减小;磁芯材料对磁滞转矩的影响较小,磁能积较大的转子材料可以获得更大的磁滞转矩;转子转向及转速对张力器性能的影响很小,可以忽略;一定范围内,转子厚度的增加可以提高磁滞转矩;盘式及杯式张力器的磁极个数为10,且磁极相对角度为相邻磁极角度一半时最佳,筒式的磁极个数为6或8时较为合适;扇形磁极相较于圆形磁极更适合作为盘式张力器的磁极;筒式及盘式纱线张力器的磁滞转矩-电流曲线线性度好于杯式张力器。综合来看,筒式张力器更适合制作大张力型纱线张力器,而盘式及杯式适合制作中小型纱线张力器。
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