
1. 巻き取り形状と糸張力制御
繊維巻き取りにおける根本的な課題は、回転するスピンドルに巻き取られた糸の束が、糸が蓄積されるにつれて直径が大きくなることです。スピンドルが一定速度で回転する場合、糸の巻き取り速度(束の周速度)は束の直径に比例して増加するため、糸の張力が徐々に上昇し、束の外層で糸切れ、伸び、または束の変形を引き起こす可能性があります。
パッケージ全体の直径:D₂ = 250 mm
固定スピンドル回転速度:1,000rpm
開始時の糸の速度:π × 0.05 × 1,000/60 = 2.62 m/s
糸の最大速度:π × 0.25 × 1,000/60 = 13.1 m/s
張力の変化:開始から最大まで5倍増加→糸切れ
ボビンが空の状態では、D₁ = 50 mm の場合、n = 2.62 × 60 / (π × 0.05) = 1,000 rpm → 50 Hz
フルパッケージD₂ = 250 mmの場合:n = 2.62 × 60 / (π × 0.25) = 200 rpm → 10 Hz
パッケージの組み立てに伴い、VFDは50Hzから10Hzへと徐々に低下する。
張力は全体を通して一定 → 完璧なパッケージ品質
VFDは、パッケージ径が大きくなるにつれてモーター周波数(ひいてはスピンドル回転速度)を連続的に低下させ、糸の周速を一定に保ち、ひいては張力を一定に維持します。パッケージ径は、糸層の数学モデルから計算することも、近接センサーまたはレーザー径測定システムで直接測定し、リアルタイム信号をVFDの速度基準入力に送ることもできます。

2. パッケージ直径の増加と速度変化の計算
パッケージ全体の直径とボビンの空径の比率によって、必要な VFD 周波数範囲が決まります。D₂/D₁ = 5 (上記の例のように) の場合、モーター速度は、ビルド中に定格速度 (50 Hz) から定格/5 = 10 Hz まで低下する必要があります。ほとんどの繊維巻き取りアプリケーションでは、D₂/D₁ の比率が 2:1 から 8:1 であり、パッケージビルドの低速側では 25 Hz から 6.25 Hz までの VFD 周波数範囲が必要です。YVF2 IC416 モーターは、10 Hz 以下で定格トルクをフルに発揮します。IC416 ブロワーは、VFD 周波数に関係なく 100% の冷却風量を維持します。標準の IC411 モーターでは、10 Hz で定格冷却が 4% しか得られず、パッケージビルドの低速での全トルク要求には全く不十分です。
大型パッケージの空ボビン始動条件では、必要なスピンドル速度が50Hzでのモータ定格速度を超える場合があります。YVF2を50Hz以上(弱磁界領域)で動作させると、モータは定格速度を超えてトルクを低減できます。これは、巻線張力負荷が低い空ボビン段階では許容範囲内です。YVF2は基準値より120Hzまで安定して動作し、定格速度の最大2.4倍の速度でトルクを低減できます。スピンドルベアリングの仕様が最大拡張速度での動作を許可していることを、繊維機械メーカーに確認してください。
3. 繊維産業用VFDドライブで標準モーターが故障する理由
フルパッケージ段階では、繊維巻き取りモーターは定格速度の10~20%(5~10Hz)で動作しながら、糸の張力を維持するために定格トルクに近いトルクを発生させます。シャフトにファンが取り付けられた標準的なIC411モーターは、これらの速度では定格冷却風量のわずか0.1~0.8%しか発生せず、実質的に冷却効果はありません。巻き取り温度は急速にクラスF絶縁限界を超え、絶縁体の劣化を加速させます。フルパッケージ低速状態で繊維巻き取り機を駆動する標準モーターは、使用開始後6~18ヶ月以内に故障します。
繊維機械では、VFDキャビネットと個々のスピンドルモーターの間に長いケーブルが使用されることがよくあります(すべてのスピンドルが個別に駆動されるマルチポジション紡績機では、10~30mが一般的です)。長いケーブルは、ケーブル反射効果によりモーター端子でVFD PWM電圧スパイクを増幅し、端子電圧が1,200~1,600Vに達します。標準的なモーター巻線絶縁(クラスF、標準ワニス)は、この繰り返しの電圧ストレスにより徐々に劣化します。YVF2クラスH VFD対応巻線絶縁は、このような振幅のPWM電圧スパイクに耐えるように特別に配合されています。
紡績室の環境は、空気中に浮遊する繊維片やフライ(糸から剥がれた短い繊維)でひどく汚染されています。これらの繊維はモーターの通気口に蓄積し、冷却フィンを覆い、冷却気流を遮断します。紡績室の標準的なIC411モーターでは、数週間以内に冷却フィンが詰まり、フレームの温度が著しく上昇します。YVF2 IC416独立ブロワーは、汚染された紡績室の空気ではなく、パイプやダクトから清浄な空気を取り込むため、モーター冷却システムへの繊維汚染を完全に排除します。
4. YVF2 繊維巻線用インバータ駆動モーター
韓国のEver-Power YVF2は、IC416強制冷却システムを搭載し、繊維用VFDドライブの標準モーターに見られる3つの故障モードすべてを解決します。独立したブロワーにより、0~120Hzのあらゆる速度で100%の冷却が可能になり、クラスHのVFD対応巻線絶縁体は、長いケーブル配線によるPWM電圧スパイクを抑制します。また、独立したブロワーは、繊維で汚染された紡績室の空気を循環させるのではなく、ダクトを通して清浄な冷気を吸い込みます。ステータ巻線内のPTCサーミスタは、巻線温度を継続的に監視し、残存する過熱リスクに対するバックアップ保護を提供します。
紡績室でIC416ブロワーが繊維で汚染された室内空気ではなく、清浄な空気を吸い込む必要がある場合、ブロワーの吸込口を、モーターから清浄な空気源(天井裏の外部空気供給プレナム、またはフィルター付き吸込ボックス)まで伸びる小径ダクト(通常直径50~80mm)に接続できます。このダクト接続は、IC416ブロワーハウジングへの簡単な現場改造で済み、ブロワーのインペラやモーター冷却通路への繊維の侵入を防ぎます。
VFDとモータ間のケーブル長が15mを超える繊維機械設備の場合、モータ端子に到達するPWM電圧スパイクの上昇率を制限するために、VFD出力にdV/dtフィルタを指定してください。このフィルタにより、モータ端子電圧が1,200~1,600Vから約800~900Vに低減され、巻線絶縁へのストレスが軽減され、長尺ケーブルの繊維機械設備におけるYVF2の耐用年数がさらに延長されます。フィルタはVFD出力端子に設置され、VFDの動作には影響を与えません。
5. VFDのトルクモードとスピードモード(巻線用)
VFDは速度制御モードで動作し、一定の周速を維持するために、現在のパッケージ直径(測定値またはモデル値)から速度基準が計算されます。直径の計算またはモデルの不正確さにより糸の張力がわずかに変動しますが、この変動は小さく、ほとんどの糸の種類で許容範囲内です。速度モードは設定が簡単で動作も安定しているため、ほとんどの生産用繊維巻取機の標準モードとなっています。YVF2モーターは、速度モードではV/Hz制御またはセンサレスベクトル制御で動作します。
わずかな張力変動でも生地の欠陥が目に見えるような高級糸の場合、VFDは張力センサ(糸経路上のロードセル)をプロセス変数として使用し、閉ループトルクモードで動作させることができます。VFDは、パッケージの直径に関係なく、張力センサの読み取り値を目標設定値に維持するようにモータトルクを調整します。これにより、制御システムの複雑さは増しますが、非常に厳密な張力制御(細い糸で±2~±5グラム)が可能になります。YVF2は、適切なVFDモータパラメータの識別と閉ループPID制御構成により、トルクモード動作をサポートします。

6. YVF2 繊維紡績・巻取り仕様
韓国エバーパワーYVF2シリーズは、ゼロから定格速度以上まで一定の張力で可変速を必要とする繊維紡績機、巻取機、糸巻き取りシステム向けの完全なインバーター駆動モーター仕様です。IC416独立ブロワー、クラスH VFD駆動絶縁、PTCサーミスタ、標準Y2シリーズとのIEC 72-1メートルフレーム互換性により、YVF2は新しい繊維機械設計や既存の紡績機および巻取機の改造に適しています。YVF2シリーズ全製品は、 VFDモーター製品セクション複数のYVF2モーターを共通のVFDバスに接続する必要のある多位置紡績機アプリケーションについては、お問い合わせください。 韓国エバーパワー 複数モーターVFDの構成に関するガイダンス。
| パワーレンジ | 0.75~45kW |
| ポーランド人 | 2人用 / 4人用 / 6人用 |
| 冷却 | IC416強制送風機 |
| 速度範囲 | 0~120Hz(0~3,600rpm 2P) |
| 絶縁 | クラスH、VFD勤務 |
| 熱保護 | PTCサーミスタ標準 |
| IPレーティング | IP54 |
| 送風機ダクト | 清浄な空気供給に利用可能 |
7. 繊維駆動アプリケーション
リングスピニングフレーム駆動装置
リング精紡機は、1本の主軸軸モーターで数百本のスピンドルを駆動し、長い接線方向の平ベルトまたはスピンドルテープを介して回転させます。YVF2 2極11~45kWは、主軸軸をクリープ速度(ドッフィング用)からフル生産速度まで可変速で駆動します。VFDにより、ソフトスタートで始動時の糸切れを防ぎ、生産速度まで徐々に速度を上げ、ドッフィング終了時に制御された減速を行うことができます。IC416ブロワーは、モーター冷却通路への飛散物の蓄積を防ぐため、機械フレーム上部からろ過された空気を吸い込みます。 |
円錐巻線機
リングボビンから大きなコーンに糸を巻き取る自動コーン巻き取り機は、1,500~3,500rpmで個別に駆動される巻き取りドラムを使用します。YVF2 2極、巻き取り位置あたり0.75~2.2kWで、各位置は独立した張力制御のために個別のマイクロVFDに接続されています。直径補正速度アルゴリズムは、コーンが大きくなるにつれてスピンドル速度を徐々に下げ、一定の糸供給速度を維持します。IC416は、直径比3:1~5:1で空のスプールから完全なコーンまで完全なコーンを構築するために不可欠です。 |
オープンエンド(OE)ローター紡績機は、ローターを80,000~150,000rpmで回転させます。ローターはエアベアリング駆動でモーター駆動ではありませんが、糸巻き取りヘッドには低速巻き取りモーターを使用します。YVF2 2極、巻き取りヘッドあたり0.75~1.5kW、パッケージ径補正用にVFD制御。
分割式および直接式整経機は、平行な糸シートを400~1,200m/分の速度で経糸ビームに巻き取ります。ビーム速度制御には、VFD付きのYVF2 2極7.5~30kWを使用します。ビームが空のフランジから満杯のビームまで、直径比2:1~3:1の範囲で一定の表面速度プロファイルを実現します。
丸編み機および平編み機に搭載されているポジティブフィード式糸送り装置は、針への糸の供給張力を制御します。YVF2は、送り装置1台あたり0.18~0.75kWの2極モーターで、機械コントローラーで速度調整が可能です。糸の張力が一定に保たれることで、目落ちや生地の欠陥を防ぎます。
ロープ敷設・結束機では、撚り合わせヘッドと結束ヘッド間の速度差を正確に制御する必要があります。YVF2 2極式1.5~11kWは、撚り合わせ軸と結束軸にそれぞれ独立した可変周波数駆動装置(VFD)を備え、機械コントローラによって速度比設定値が維持されます。一定の張力により、ロープの不規則な敷設や直径のばらつきを防ぎます。




8. よくある質問
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