Tekstil ve iplik makinelerinde motor, yüksek devirde ve dar bir devir toleransıyla çalışır. İpliğin gerginliği devirdeki küçük bir sapmaya bile duyarlıdır.
Devir kararlılığının önemi
İplik eğirme ve sarım işlemlerinde ipliğin gerginliği, iki silindir arasındaki devir oranıyla belirlenir. Devirdeki küçük bir sapma, gerginliği değiştirip iplik kopuşuna yol açar. Şebekeden çalışan bir asenkron motorun devri, yükle birlikte kayma nedeniyle bir miktar düşer. Bu düşüş, hassas gerginlik gereken kademelerde kabul edilmez. Frekans invertörü, devri yükten bağımsız tutarak bu sapmayı ortadan kaldırır.
Kayma ve gerçek devir
Dört kutuplu bir asenkron motorun senkron hızı dakikada 1.500 turdur. Tam yükte gerçek devri, kayma nedeniyle 1.440 tur dolayına iner. Yük hafiflediğinde devir senkron hıza yaklaşır. Hat hızı hesabı senkron hız üzerinden yapılırsa, gerçek hız beklenenin altında kalır. Hesap, motorun plakasındaki anma devriyle yapılır.
Yüksek devirli tahrikler
İğ ve rotor tahrikleri, standart kutup sayılarının verdiği devirlerin üzerine çıkar. Frekans invertörü, şebeke frekansının üzerine çıkarak devri yükseltir. Bu bölgede motorun torku düşmeye başlar ve tahrik sabit güç bölgesine girer. Yüksek devirde rulman ömrü ve dinamik dengeleme belirleyici hâle gelir. Rotor dengelemesinin sınıfı, titreşim düzeyini doğrudan belirler.
Titreşim sınıfı
Yüksek devirde küçük bir dengesizlik, büyük bir titreşim kuvvetine dönüşür. Motorların titreşim sınıfları ve ölçüm yöntemi IEC 60034-14 standardında tanımlanır. Tekstil tahriklerinde düşük titreşim sınıfı özellikle istenir. Titreşim, makinenin gövdesine geçtiğinde iplik gerginliğinde dalgalanma yaratır. Ölçüm noktaları gövdede işaretlenir ve eğilim zaman içinde izlenir.
Kalkış ve duruş rampaları
İplik hattı, duran bir makinede iplik gerginliğini koruyamaz. Kalkış ve duruş sırasında kademeler aynı ivmeyle hızlanmalı ve yavaşlamalıdır. Frekans invertörünün rampa süreleri bu nedenle tüm hatta ortak ayarlanır. Rampanın kısa tutulması, ipliği ani gerip kopmaya yol açar. Acil durdurmada ise mekanik fren devreye girer ve kopuş kabul edilir.
Sarım kademesinde sabit güç bölgesi
Bobin sarılırken çapı büyür ve aynı iplik hızı için gereken devir düşer. Ancak sabit gerginlik için gereken tork, çapla birlikte büyür. Motor bu kademede sabit güç bölgesinde çalışır: devir düşer, tork yükselir, güç yaklaşık sabit kalır. İnvertör, tork referansını bobin çapına göre sürekli günceller. Bobin çapı, sarılan uzunluktan ya da doğrudan bir ölçümle hesaplanır.
Elyaf tozu ve soğutma
Tekstil salonunun havası ince elyaf tozu taşır. Bu toz, motorun soğutma fanı kapağında ve kanatçık aralıklarında yumak hâlinde birikir. Isı transferi zayıflar ve sargı sıcaklığı yükselir. Toz ayrıca yanıcıdır ve sıcak yüzeylerde birikmesi risk yaratır. Kanatçık aralıkları düzenli olarak basınçlı havayla değil, emişle temizlenir.
Koruma sınıfı
Motorun koruma sınıfı, elyaf tozunun sargıya ulaşmasını engellemelidir. Koruma sınıfı IP kodu ile tanımlanır ve IEC 60034-5 standardında açıklanır. Tekstil tahriklerinde IP55 sınıfı yaygın bir asgari seviyedir. Boyahane gibi nemli bölümlerde daha yüksek sınıflar tercih edilir. Klemens kutusu contası ve kablo rakoru, sızdırmazlığın en zayıf noktalarıdır.
Sürekli çalışma ve verim
Tekstil tesisleri çoğunlukla üç vardiya kesintisiz çalışır. Bu rejim, IEC 60034-1 standardında S1 görev tipi olarak tanımlanır. Yıllık çalışma saati çok yüksek olduğundan verim farkı elektrik giderine güçlü biçimde yansır. Verim sınıfları IEC 60034-30-1 standardında tanımlanır. Yüzlerce motorun bulunduğu bir tesiste bir sınıf yükseltmek, yıllık giderde belirgin bir düşüş yaratır.
İnvertörle sürüşün getirdikleri
Frekans invertörü, sargı uçlarında dik kenarlı gerilim darbeleri oluşturur. Uzun kablolarda bu darbeler yansıyıp tepe gerilimini yükseltir ve yalıtımı zorlar. Takviyeli sargı yalıtımı, invertörle sürülen motorlarda tercih edilir. Aynı darbeler mil üzerinde yatak akımı doğurabilir. Yalıtılmış rulman ya da mil topraklama fırçası, akımın yolunu keser.
Düşük devirde soğutma
Motorun kendi soğutma fanı, mile bağlı olduğundan devirle birlikte yavaşlar. Düşük devirde çalışan bir motor, aynı yükü taşısa bile daha az hava üfler. Geniş devir aralığında çalışan tahriklerde ayrı beslemeli bir soğutma fanı kullanılır. Bu fan, motor devrinden bağımsız olarak tam debide çalışır. Sargı sıcaklığı, termistörle doğrudan izlenir.
Çok motorlu hat senkronu
Bir iplik hattında birbirini izleyen kademeler, farklı devirlerde ama sabit bir oranda dönmelidir. Kademeler arasındaki oran bozulduğunda iplik ya gerilir ya boşalır. Frekans invertörleri, bu oranı ortak bir hız referansı üzerinden korur. Bir kademedeki yük değişimi diğerlerine bir hız düzeltmesi olarak yansıtılır. İpliğin gerginliği, bir dansör kolu ya da yük hücresiyle ölçülüp referansa geri beslenir.
Enerji geri kazanımı
Sarım kademelerinde bobin çapı büyüdükçe motorun devri düşürülür. Yavaşlama sırasında yükün ataleti motoru senkron hızın üzerine iter ve motor generatör bölgesine girer. İnvertörle sürülen bir tahrikte bu enerji ara devrede birikir. Fren direnci enerjiyi ısıya çevirir; şebekeye geri besleyen invertörler ise tesise geri kazandırır. Çok motorlu bir hatta ortak ara devre, bir motorun ürettiği enerjiyi diğerine aktarır.
Bakım yaklaşımı
Elyaf tozu birikimi, tekstil tahriklerinde birinci sıradaki bakım kalemidir. Fan kapağı ve kanatçıklar düzenli aralıklarla temizlenir ve gövde sıcaklığı kaydedilir. Rulman gresi, yüksek devirli tahriklerde daha kısa aralıklarla yenilenir. Titreşim ölçümleri aynı noktalardan alınıp eğilim izlenir. Kayıt tutulmadan bakım aralığının yeterliliği anlaşılamaz.
Ortam sıcaklığı ve nem
Tekstil salonları, ipliğin kopmaması için belirli bir sıcaklık ve bağıl nemde tutulur. Yüksek nem, motorun sargı yalıtımında yoğuşmaya yol açabilir. Uzun duruşlardan sonra sargı yalıtım direnci ölçülür. Gövde ısıtıcısı, duran bir motorun içini ortam sıcaklığının üzerinde tutarak yoğuşmayı engeller. Boyahane gibi bölümlerde bu önlem daha da önem kazanır.
Tekstil Tahrikinde Motor Seçim Sırası
Tekstil tahrikinde seçim, gereken devir kararlılığıyla başlar. Hassas gerginlik gerektiren kademelerde invertörlü sürüş ve takviyeli yalıtım tercih edilir. Koruma sınıfı elyaf tozuna göre belirlenir, verim sınıfı ise üç vardiya çalışmaya göre yükseltilir. Yüksek devirde titreşim sınıfı ve rulman ömrü öne çıkar. Sektörel çerçeve uygulamaya göre motor seçimi yaklaşımıyla, tahrik grubunun redüktör tarafı ise endüstriyel redüktör yaklaşımıyla kurulur.
Tekstil makinesinde motor, yalnızca güç vermez; ipliğin gerginliğini belirleyen bir devir kaynağıdır. Devir kararlılığı, düşük titreşim ve elyaf tozuna dayanan bir soğutma, bu tahrikin üç temel koşuludur.
