銅線伸線機は、一連のダイスを用いて、制御された伸線力によって銅線の直径を縮小します。この工程において、伸線部と巻取り部（または巻き戻し部）は、安定した線材の動きと生産効率を維持するために、協調した速度で動作する必要があります。
交流モーター駆動装置は、伸線部と巻線部のモーター速度とトルクを調整制御します。各部のモーター速度を協調させることで、伸線機は必要な伸線速度を維持しながら、巻線速度と巻き戻し速度を変化する線径に合わせて調整することができます。
一般的な銅線伸線機は、巻き取り、伸線、巻き戻しの3つの主要部分から構成されています。
巻き取り部は、コイル径の増加に伴って回転速度が変化するため、特に重要です。したがって、制御システムは巻き取り速度を直線引き抜き速度に継続的に一致させる必要があります。
このため、伸線機用のACドライブは、機械の構成に応じて、安定した速度制御、協調的なモータ制御、および適切なPID制御またはフィードバック機能を提供する必要がある。
完全な伸線機用AC駆動ソリューションでは、伸線モーターと巻線モーター、巻き戻しモーターを連携させる必要があります。必要な駆動構成は、機械構造、モーター定格、制御方式、および振動バーの使用の有無によって異なります。
標準的な用途では、汎用ACドライブで必要な可変速モータ制御が可能です。より高精度な速度、トルク、またはフィードバック制御が必要な用途では、高性能ACドライブを選択できます。
GTAKEは、産業機械におけるさまざまなレベルのモータ制御要件に対応するため、汎用ACドライブGK620と高性能ACドライブGK820の2つのプラットフォームを提供しています。GK620はV/f制御とセンサレスベクトル制御をサポートし、GK820はV/f制御、センサレスベクトル制御、およびエンコーダフィードバック付きクローズドループベクトル制御をサポートします。
伸線機のVFD（可変周波数駆動装置）またはACモーター駆動装置は、機械名だけでなく、実際のモーターと加工工程の要件に基づいて選定する必要があります。
主な選択要因は次のとおりです。
高度な速度およびトルク制御を必要とするアプリケーション向けに、GK820高性能ACドライブは、センサレスベクトル制御、クローズドループベクトル制御、エンコーダフィードバック、PID制御などの制御機能をサポートしています。
より一般的なモータ制御要件に対応するため、 GTAKE社製の汎用ACドライブGK620はV/f制御とセンサレスベクトル制御を提供し、幅広い産業機械用途向けに位置づけられています。
伸線機に交流駆動装置を使用する主な目的は、モーターの速度とトルクを伸線工程の要件に合わせて調整することである。
適切に構成された伸線機用VFDは、以下の点で役立ちます。
機械メーカーやシステムインテグレーターは、モーター定格、処理速度、フィードバック構成、および必要な制御性能に応じて、適切なACモータードライブを選択する必要があります。
伸線工程に応じて、銅線の直径を段階的に縮小するために、さまざまな種類の伸線機を使用することができます。必要なAC駆動構成は、伸線速度、モーター出力、線径、および機械構造に応じて選択できます。
これら4種類の銅線伸線機の基本的な制御原理は類似している。機械の構成によっては、伸線部と巻線部を制御するために2つ以上の交流駆動装置を使用することができる。
巻き戻しは一般的に受動的な動作です。機械構成によっては、巻線部と巻き戻し部の電力要件が比較的低い場合があるため、機械設計やコスト要件に応じて、巻き戻し部にトルクモータを使用することもあります。
振動バー付き |
振動バーなし |
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振動バーでは、次の 2 つに分けられます。
振動バーを備えた伸線機には、主に2つの制御方式があります。
フィードフォワードと圧延直径計算の場合：
巻取りおよび巻き戻しの回転速度 = 主機関の線速度 / 巻取りおよび巻き戻しの直径 / 3.14 / 減速比 + PID 出力。
これは従来の制御方式を表しています。
フィードフォワードと圧延径計算なしの場合：
ACドライブは内部でPID制御を実行する。主機はフィードフォワード信号を供給する必要がなく、制御システムも巻線径を継続的に計算する必要がない。
これにより、従来の方式と比較して制御アーキテクチャが簡素化される。
選定は、機械構造、必要なワイヤ張力制御、モータ構成、および制御アーキテクチャに基づいて行うべきである。
振動バーのない伸線機の場合、制御システムは、主定速ホイールの線速度を速度基準として、巻き取りタコメーターホイールをフィードバック信号として使用することができる。
制御プロセスは以下のように構成できます。
GK820は、高精度な速度制御、トルク制御、高速応答が求められる高度なモータ制御アプリケーション向けに設計されています。センサレス制御、クローズドループベクトル制御、エンコーダフィードバック、プロセスPID機能をサポートしています。
振動バーを使用した方式と比較すると、次の利点があります。
振動バーを備えた伸線機と比較して、振動バーのない構成は、機械設計に適切に適合させた場合、次のような潜在的な利点をもたらす可能性がある。
振動バーのない伸線機は、生産要件に応じて、単巻または二重巻のいずれかに構成することができる。
巻線には単一の巻線ブロックが使用されます。モーターは、必要な巻線速度と機械構成に応じてACドライブによって制御されます。
2つの巻き取りブロックが同時に巻線に使用される。1台の主機が2台の巻取りモーターを駆動し、機械構造には2組の円錐プーリー金型が用いられている。
二重巻線構成は、独立した機械を2台設置する場合と比較して、同じ総投資額の範囲内で生産能力を向上させ、必要な設置面積を削減できる。
2つの巻線部は独立して動作可能です。一方の巻線部が停止したり、メンテナンスが必要になった場合でも、もう一方の巻線部は機械の制御アーキテクチャに従って動作を継続できます。
GK620汎用ACドライブは、 V/f制御とセンサレスベクトル制御に対応しており、幅広い産業機械において柔軟なモータ速度制御を実現するように設計されています。
GK820高性能ACドライブは、高精度な速度およびトルク制御、高速応答、エンコーダフィードバック、およびクローズドループベクトル制御を必要とする、より要求の厳しいアプリケーション向けに設計されています。
銅線伸線機の場合、モーター出力、速度要件、張力制御方式、フィードバック構成、および機械全体の構造に応じて、適切なAC駆動装置を選択する必要があります。
