完整張力控制系統總覽：從制動器、離合器到控制器的整合方案

張力控制系統並非單一零組件即可完成，而是由多個關鍵元件協同運作的整合系統。
若僅更換制動器或離合器，卻未整體考量控制方式與回授機制，往往難以真正解決張力不穩、材料變形或斷裂等問題。

本文將以系統觀點，說明張力控制的基本架構與整合原則。

1. 張力控制系統的基本架構

一套完整的張力控制系統通常包含：

• 制動元件（磁粉式制動器）
  
  
• 傳動元件（磁粉式離合器）
  
  
• 張力控制器（Tension Controller）
  
  
• 張力感測器（Load Cell、Dancer Roll 等）
  
  
• 被控制材料（薄膜、紙材、線材等）
  
  

這些元件形成閉迴路控制（Closed-loop Control），即時修正張力變化。

2. 磁粉式制動器在系統中的角色

磁粉式制動器通常安裝於放料側（Unwinding），主要功能為：

• 提供穩定且可調的制動轉矩
  
  
• 抑制材料因捲徑變化造成的張力波動
  
  
• 在低速或啟停過程中維持平順張力
  
  

其轉矩與電流成比例的特性，使其非常適合張力控制應用。

3. 磁粉式離合器在系統中的角色

磁粉式離合器多配置於驅動側（Driving Side），負責：

• 平順地傳遞轉矩
  
  
• 避免啟動或負載變化造成張力衝擊
  
  
• 協助建立穩定的材料張力
  
  

在需要精細控制進料速度的設備中，磁粉式離合器是關鍵元件。

4. 張力控制器與感測回授

張力控制器是系統的「大腦」，其主要功能包括：

• 接收張力感測器訊號
  
  
• 與目標張力值進行比較
  
  
• 即時輸出控制訊號至制動器或離合器
  
  

透過 PID 或錐度張力（Taper Tension）控制邏輯，可因應捲徑變化自動調整張力。

5. 系統整合的關鍵考量

在進行張力控制系統整合時，應特別注意：

• 制動器與離合器的轉矩範圍匹配
  
  
• 散熱能力是否符合連續運轉需求
  
  
• 感測器安裝位置與量測精度
  
  
• 控制器參數設定與系統反應速度
  
  

唯有從整體系統層級設計，才能發揮各元件的最大效能。

結論

完整的張力控制解決方案，來自於制動器、離合器、控制器與感測元件的高度整合。
透過系統化設計，而非單點改善，才能真正實現穩定、高效率且可靠的生產運作。