韩国永力·YVF2系列·纺织纺纱卷绕驱动导轨

纺织纺纱和卷绕用变频驱动电机:
恒张力变速驱动导轨

纺织纺纱机、卷绕机和卷取系统需要一种驱动电机,该电机能够在从空筒管到满筒管的整个卷绕过程中保持精确控制的纱线张力,同时根据筒管直径的增大自动调节转速。这种恒张力变速特性是定速电机无法实现的,需要采用变频器驱动的变频电机,该电机能够在宽广的转速范围内实现平稳的扭矩控制。韩国Ever-Power YVF2变频电机采用IC416强制冷却,可在接近零速到最大额定转速范围内提供全扭矩,覆盖纺织纺纱和卷绕机驱动的全部转速范围。

恒张力控制
0–120 Hz 范围
IC416 全速扭矩
H级绕组
0.75–45千瓦

0–120 Hz
全工作频率范围
IC416
在任何速度下都能达到最大扭矩
常量 T
纱线张力保持
H级
变频器专用绝缘
PTC
热保护标准

YVF2 VFD电机纺织纺纱绕线恒张力变速韩国Ever-Power IC416变频器

韩国 Ever-Power YVF2 变频电机,用于纺织纺纱和卷绕机驱动——IC416 独立强制冷却风机可在从接近零到最大速度的任何速度下保持电机的全部扭矩,从而实现恒张力卷绕,防止从开始到完全卷绕的整个筒管构建过程中出现断纱和卷绕缺陷。

1. 卷绕轮廓和纱线张力控制

纺织卷绕工艺面临的根本挑战在于,缠绕在旋转锭子上的纱线束会随着纱线的堆积而增大。如果锭子以恒定速度旋转,纱线的卷取速度(纱束的圆周速度)将与纱束直径成正比增加,导致纱线张力逐渐升高,并可能造成纱线断裂、拉伸或纱束外层变形。

恒定圆周速度——绕线控制要求
定速绕组问题:
空线轴直径:D₁ = 50 毫米
完整包装直径:D₂ = 250 毫米
主轴转速固定:1000 转/分钟
纱线起始速度:π × 0.05 × 1000/60 = 2.62 米/秒
纱线全速运转时的速度:π × 0.25 × 1000/60 = 13.1 米/秒
张力变化:从起始到结束增加5倍→断线
VFD恒张力解决方案:
目标纱线速度:恒定为 2.62 米/秒
当空线轴直径 D₁ = 50 mm 时:n = 2.62 × 60 / (π × 0.05) = 1,000 rpm → 50 Hz
完整封装尺寸 D₂ = 250 mm 时:n = 2.62 × 60 / (π × 0.25) = 200 rpm → 10 Hz
随着封装的进行,变频器频率从50赫兹逐渐降至10赫兹。
始终保持张力恒定 → 完美的包装质量

随着纱筒直径的增大,变频器会持续降低电机频率(从而降低锭速),以保持纱线圆周速度恒定,进而保持纱线张力恒定。纱筒直径可以通过纱线层的数学模型计算得出,也可以通过接近传感器或激光直径测量系统直接测量,并将实时信号传输至变频器的速度参考输入端。

关于工厂质量控制检验

2. 封装直径增长和速度斜坡计算

速度比和变频器频率范围

满卷筒直径与空卷筒直径之比决定了所需的变频器频率范围。例如,当 D₂/D₁ = 5 时(如上例所示),电机转速在卷绕过程中必须从额定转速 (50 Hz) 降至额定转速/5 = 10 Hz。大多数纺织绕线应用的 D₂/D₁ 比值在 2:1 到 8:1 之间,因此在卷绕的低速阶段,变频器的频率范围需要从 25 Hz 到 6.25 Hz。YVF2 IC416 电机在 10 Hz 及以下频率下可提供额定扭矩——无论变频器频率如何,IC416 风机都能保持 100% 的冷却气流。而标准的 IC411 电机在 10 Hz 时仅能提供 4% 的额定冷却气流——这完全无法满足低速卷绕时的全部扭矩需求。

高于基准速度以实现最高生产率

对于大包装的空筒启动工况,所需的主轴转速可能高于电机在 50 Hz 下的额定转速。YVF2 电机在 50 Hz 以上频率(弱磁区)运行,可在降低扭矩的情况下超过其铭牌转速——这对于卷绕张力较低的空筒阶段来说是可以接受的。YVF2 电机在高于基准频率 120 Hz 的工况下可靠运行,可在降低扭矩的情况下达到额定转速的 2.4 倍。请与纺织机械制造商确认主轴轴承规格是否允许在最高扩展转速下运行。

3. 为什么纺织变频驱动器上的标准电机容易发生故障

低速全扭矩阶段的热失效

在整机运行阶段,纺织卷绕电机以额定转速(5 至 10 Hz)的 10 至 20% 运行,同时仍能产生接近额定扭矩以维持纱线张力。而配备轴装风扇的标准 IC411 电机在这些转速下仅能产生额定冷却气流的 0.1 至 0.8%——几乎无法冷却。卷绕温度迅速升高,超过 F 级绝缘极限,加速绝缘层老化。驱动纺织卷绕机在整机低速工况下运行的标准电机,将在 6 至 18 个月内发生故障。

PWM电压尖峰绝缘损坏

纺织机械通常使用较长的电缆连接变频器柜和各个锭子电机(在多工位纺纱机中,所有锭子均独立驱动,电缆长度通常为 10 至 30 米)。较长的电缆会通过电缆反射效应放大变频器脉冲宽度调制 (PWM) 电压尖峰,导致电机端子电压高达 1200 至 1600 伏。标准电机绕组绝缘(F 级,标准漆包线)在这种反复的电压应力下会逐渐失效。YVF2 H 级变频器专用绕组绝缘材料经过特殊配制,能够承受如此高幅值的 PWM 电压尖峰。

电机中的纺织纤维污染

纺纱车间环境空气中充斥着大量的纤维碎片和飞絮(从纱线上脱落的短纤维)。这些纤维会积聚在电机通风槽中,覆盖散热片,阻碍冷却气流。纺纱车间内的标准IC411电机,其散热片会在几周内被堵塞,导致机架温度显著升高。YVF2 IC416独立风机从管道或风道吸入洁净空气,而非从受污染的纺纱车间空气中吸入,从而彻底消除了电机冷却系统受到纤维污染的问题。

4. YVF2 变频电机,适用于纺织绕线

韩国Ever-Power YVF2电机采用IC416强制冷却技术,解决了纺织变频器驱动标准电机的三种故障模式:独立风机可在0至120Hz的任意转速下提供100%冷却;H级变频器专用绕组绝缘可承受长电缆传输产生的PWM电压尖峰;独立风机通过风管吸入洁净的冷空气,而非循环使用受纤维污染的纺纱车间空气。定子绕组中的PTC热敏电阻可持续监测绕组温度,作为备用保护措施,防止任何剩余的热过载风险。

用于清洁冷却空气的鼓风机风管

对于纺纱车间应用,如果 IC416 风机必须吸入洁净空气而非受纤维污染的室内空气,则风机进气口可连接至一根小口径风管(通常直径为 50 至 80 毫米),该风管从电机连接至洁净空气源——可以是吊顶上方的外部送风箱,也可以是带过滤器的进气箱。这种风管连接只需对 IC416 风机外壳进行简单的现场改造,即可消除纤维进入风机叶轮和电机冷却通道的情况。

长电缆用dV/dt输出滤波器

对于变频器至电机电缆长度超过 15 米的纺织机械装置,建议在变频器输出端加装 dV/dt 滤波器,以限制到达电机端子的 PWM 电压尖峰的上升速率。该滤波器可将电机端电压从 1200 至 1600 V 降低至约 800 至 900 V,从而减轻绕组绝缘的压力,并进一步延长 YVF2 在长电缆纺织机械装置中的使用寿命。该滤波器安装在变频器输出端,对变频器的运行无影响。

5. 变频器绕组转矩模式与速度模式

速度模式 — 基于直径计算的速度参考

变频器以速度控制模式运行,速度参考值根据当前纱筒直径(测量值或模型值)计算得出,以保持恒定的圆周速度。由于直径计算或模型中的任何误差,纱线张力都会略有变化,但这种变化很小,对于大多数纱线类型而言是可以接受的。速度模式配置更简单,运行更稳定——它是大多数生产型纺织卷绕机的标准模式。YVF2 电机在速度模式下以 V/Hz 控制或无传感器矢量控制运行。

扭矩模式——直接张力控制

对于即使张力发生微小变化也会导致织物出现可见缺陷的高档纱线,变频器可以采用闭环扭矩模式运行,并将张力传感器(位于纱线路径上的称重传感器)作为过程变量。变频器会调节电机扭矩,使张力传感器读数保持在目标设定值,而无需考虑纱筒直径。这样可以实现非常精确的张力控制(细纱的张力控制精度为±2至±5克),但代价是控制系统的复杂性更高。YVF2支持扭矩模式运行,但需要进行相应的变频器电机参数识别和闭环PID控制配置。

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6. YVF2纺织纺纱和卷绕规范

韩国Ever-Power YVF2系列是适用于纺织纺纱机、卷绕机和卷取系统的完整变频电机规格,可在零速至额定转速及以上范围内实现恒张力变速运行。YVF2系列电机配备IC416独立风机、H级VFD专用绝缘、PTC热敏电阻,并兼容IEC 72-1公制机架标准,与标准Y2系列电机兼容,因此适用于新型纺织机械设计以及现有纺纱机和卷绕机的改造升级。完整的YVF2系列产品均已上市。 VFD电机产品部对于需要多个 YVF2 电机连接到同一 VFD 总线上的多工位纺纱机应用,请联系 韩国永力 用于多电机变频器配置指导。

YVF2 — 纺织驱动器规格
功率范围 0.75–45千瓦
波兰人 2人/4人/6人
冷却 IC416强制鼓风机
速度范围 0–120 Hz (0–3,600 rpm 2P)
绝缘 H级,VFD工作
热保护 PTC热敏电阻标准
IP评级 IP54
鼓风机管道 可用于洁净空气供应

7. 纺织驱动应用

YVF2 VFD电机纺织纺纱卷绕机纱线收卷恒张力韩国Ever-Power变频器

环锭纺纱机驱动装置

环锭纺纱机采用单台主轴电机,通过长切向平皮带或锭带驱动数百个锭子。YVF2 2极电机功率为11至45千瓦,可驱动主轴以可变速度运行,从缓速(用于落纱)到全速生产。变频器可实现软启动,避免启动时纱线断裂;使转速逐渐提升至生产速度;并在落纱结束时实现可控减速。IC416风机从机架上方吸入过滤后的空气,防止飞絮积聚在电机冷却通道中。

YVF2 VFD电机绕线机纱线卷取张力控制 韩国永动力纺织

锥形绕线机

自动锥形卷绕机将环锭纱卷绕到大型锥形筒上,采用独立驱动的卷绕滚筒,转速为 1500 至 3500 转/分。每个卷绕位置配备 YVF2 2 极变频器,功率为 0.75 至 2.2 千瓦,每个位置均由独立的微型变频器控制,以实现独立的张力控制。直径补偿速度算法会随着锥形筒的增大而降低锭速,以保持恒定的纱线输送速度。IC416 芯片对于从空线轴到装满纱线的锥形筒的整个卷绕过程至关重要,其直径比范围为 3:1 至 5:1。

开端转子旋转

转杯式纺纱机的转杯转速为 80,000 至 150,000 转/分。转杯由气浮轴承驱动,而非电机驱动,但卷取头使用低速卷取电机。每个卷取头配备 YVF2 型 2 极电机,功率为 0.75 至 1.5 千瓦,并由变频器控制,用于补偿纱筒直径。

扭曲机驱动

分段式和直接式整经机以 400 至 1200 米/分钟的速度将平行纱片缠绕到经轴上。YVF2 型 2 极电机,功率 7.5 至 30 千瓦,配备变频器 (VFD) 用于控制经轴转速。经轴从空轴缘到满轴的过渡过程中,表面速度保持恒定,直径比为 2:1 至 3:1。

针织机纱线喂入

圆型和横型针织机上的正向送纱器控制输送至针头的纱线张力。YVF2 型双极送纱电机,每个送纱器功率为 0.18 至 0.75 千瓦,运行速度由机器控制器设定。稳定的纱线张力可防止脱针和织物缺陷。

绳索闭合机

绳索敷设和合拢机需要精确控制敷设头和合拢头之间的速度差。YVF2 型 2 极电机功率为 1.5 至 11 kW,敷设轴和合拢轴分别配备独立的变频器,速度比设定值由机器控制器保持。恒定的张力可防止绳索捻向不均匀和直径变化。

韩国永力YVF2电机精密加工

精密加工

韩国永力YVF2变频器电机测试

变速试验

韩国永动力纺织电机工程支持

工程支持

韩国永动力全球纺织电机交付

全球配送

8. 常见问题

一台变频器可以同时驱动环锭纺纱机上的多少个锭子电机?

大多数环锭纺纱机使用单个主轴电机通过切向皮带驱动所有锭子,而不是每个锭子配备单独的电机——因此,一个变频器驱动一个YVF2电机,该电机驱动所有锭子。这是环锭纺纱最常见的配置,每台机架只需要一个变频器和一个电机。变频器将主轴转速从落纱时的蠕动速度(大约相当于生产速度的5%)逐渐提升至最大生产速度,并在卷筒纱结束时减速。对于独立的多电机配置(例如某些合成纤维卷绕和并捻机,其中每个位置都有自己的电机),单个共享直流母线变频器系统可以从一个变频器控制器同时驱动多达20到50个相同功率等级的YVF2电机,从而显著降低每个位置的变频器成本。

纺纱机停止运转时的落纱过程中,是什么原因导致纱线断裂?

停机过程中纱线断裂通常是由于变频器 (VFD) 设置中减速斜坡过快造成的,这会导致锭速下降速度超过牵伸系统输送纱线的速度,从而产生突然的张力峰值。变频器从生产速度到零的减速斜坡时间必须设置得当,以确保纱线路径张力平稳下降——对于环锭纺纱机而言,通常为 30 至 90 秒,具体取决于纱支和纤维类型。对于棉纱和毛纱,应将减速斜坡设置为在停机过程中任何时刻,其张力变化均小于 10%。如果纱线断裂发生在特定的纱支范围内或停机序列中的特定点,请记录断裂时的锭速,并在变频器程序中围绕该速度点调整减速斜坡速率。一些变频器允许自定义多点减速曲线,而不是简单的线性斜坡,这样可以在发生断裂的临界速度范围内减慢减速速度,而不会不必要地延长总停机时间。

YVF2上的IC416鼓风机电机是否需要单独的线路和单独的启动器?

是的。YVF2 上的 IC416 风机电机是一个独立的单相或三相小型电机(功率通常为 0.06 至 0.18 kW,具体取决于主电机尺寸),其接线独立于主电机电源。它需要独立的过流保护(一个简单的熔断器或微型断路器),并且在主电机以任何速度运行时(包括变频器爬坡期间)都必须通电。最简单的接线方式是将风机电机电源连接到与变频器输入电源相同的电源,并使用独立的熔断器,这样只要变频器通电,风机就会运行。请勿将风机电机连接到变频器的输出端——变频器的输出电压会随频率变化,无法在所有速度下可靠地为风机电机供电。风机接线会在电机连接中增加一个额外的电路,但与 IC416 冷却在纺织应用中带来的使用寿命延长相比,这只是微不足道的增加。

 

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您的纺织纺纱机或卷绕机需要变频器电机吗?

韩国 Ever-Power YVF2:IC416 强制冷却,H 级 VFD 绝缘,0–120 Hz,PTC 热敏电阻,0.75–45 kW。可选配洁净空气鼓风机管道和 dV/dt 过滤器。

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由 Cxm 编辑