面向工艺/电气工程师：一文讲清 扭矩模式 与 恒张力 的关系、直径补偿/张力闭环的做法，以及从“速度模式→扭矩模式”的迁移路径与调试清单。

1）为什么用扭矩控制（而不是只用速度）？

在卷绕/放卷等恒张力工况，目标是让材料始终承受合适的拉力（张力），而卷径在不断变化。扭矩控制能直接让电机输出“所需力矩”，从而使材料张力稳定，不依赖卷径位置；这正是卷绕/放卷对 VFD 的核心诉求。

• 速度模式：给速度，靠外部补偿或限扭保护维持张力，调参复杂。
• 扭矩模式：直接给“力”，随卷径变化自动体现为不同速度，张力更稳定，尤其在低速/起停阶段效果明显。

小结：现代 VFD 已普遍具备矢量与扭矩功能，可在卷绕/放卷等场合优先采用扭矩模式起步，再叠加直径/张力补偿与限幅保护。

2）控制模式速览：V/Hz、矢量、扭矩

实际落地常见路径：先以“矢量速度+转矩限制”跑通 → 再切“扭矩模式+直径/张力补偿/反馈”。

3）卷绕/放卷的几何与补偿（工程化理解）

4）从“速度模式”迁移到“扭矩模式”：参数与调试顺序

1. 电机辨识（调谐）：完成静/旋转自学习，获得定/转子参数，提高低速力矩与动态响应。
2. 选择控制模式：启用矢量→验证“速度+限扭”能稳定运行；再切换“扭矩模式”。
3. 扭矩基准与限幅：设置扭矩上/下限与变化斜率；外部给定（模拟量/通讯）或内部参数表。
4. 直径补偿：在 PLC 中计算M* = T* × R；开机/换卷时初始化 R。
5. 张力闭环（可选）：接入张力传感器，形成张力外环；张力扰动时，外环修正扭矩基准。
6. 安全与联锁：设置急停、上断带检测、扭矩/速度/电流等多级限值与故障策略。

实操建议：先把“单卷筒 + 开环直径补偿”跑稳，再接入张力传感器闭环微调。

5）关键参数速查（通用思路，型号以说明书为准）

6）PLC 集成：给定/反馈、张力环与通讯

// 伪代码（PLC）
// 输入：T_meas（张力反馈），R（卷径），T_set（目标张力）
// 输出：M_cmd（扭矩目标）
e = T_set - T_meas
M_open = T_set * R               // 直径开环
M_cmd  = M_open + PID(e)         // 小环修正
M_cmd  = clamp(M_cmd, Mmin, Mmax) // 扭矩限幅

7）选型建议：负载类型、实时性与安全

• 负载类型：卷绕/放卷通常归类为恒转矩负载（多属机械驱动类）。选型表若区分“恒转矩/变转矩”，不确定时优先按恒转矩选，留足容量与散热余量。
• 控制能力：选择支持矢量/扭矩模式、带电机辨识/张力相关功能、参数组/键盘拷贝等维护友好特性的机型。
• 功能安全：优先选择集成 STO（Safe Torque Off） 的机型，便于达成紧急停机的功能安全要求。

8）常见问题与处理

9）落地路线图（建议按此执行）

1. VFD 完成电机参数录入与自学习 → 以矢量速度模式跑通机械。
2. 设置转矩限制，验证“速度+限扭”能保护材料与设备。
3. 切换扭矩模式，启用模拟量/通讯扭矩给定与限幅。
4. 添加 PLC 直径补偿（开环），上线工艺参数。
5. 接入张力传感器，建立张力外环（闭环微调）。
6. 完善安全：STO、急停、断带/超张力联锁、日志与参数拷贝流程。

参考资料（基于官方公开信息编译）

• AutomationDirect：VFD 扭矩控制入门、速度 vs 扭矩控制、VFD 选型与控制模式解读、现代 VFD 能力与应用、STO 概念、安全实践、GS 系列资料与键盘拷贝说明等。
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