一、前言
水泥管制品廣泛適用于市政排水、農(nóng)田灌溉、公路涵洞、居民小區(qū)、單位工廠等各方面的排水排污工程，在人們生活中經(jīng)常會遇見。水泥制管機(jī)通常有立式擠壓式（圖一）、離心式（圖二）、懸輥式（圖三）這三種。
其中，混凝土立式擠壓水泥制管機(jī)采用內(nèi)注水制管新工藝，方便脫模，又提高了水泥管強(qiáng)度，簡單實(shí)用，兩三個人就可生產(chǎn)；離心式制管機(jī)是利用模具旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，使模具內(nèi)的混凝土密實(shí)成型生產(chǎn)出各種鋼筋水泥管；懸輥水泥制管機(jī)利用輥軸支撐管模，并對管模內(nèi)的混凝土產(chǎn)生輥壓力。當(dāng)輥軸帶動管模作高速旋轉(zhuǎn)時，管模內(nèi)的混凝土在離心力的作用下，沿管模內(nèi)壁均勻分布，形成管狀。當(dāng)管模帶動內(nèi)部混凝土旋轉(zhuǎn)通過輥軸時，輥軸與管模之間的混凝土被壓實(shí)形成管體。目前離心式、懸輥式制管機(jī)一般采用電磁調(diào)速電機(jī)來控制。
這三種設(shè)備當(dāng)中，懸輥式制管機(jī)由于經(jīng)濟(jì)實(shí)用，操作簡單。在國內(nèi)普遍使用率達(dá)80%以上，該機(jī)可以生產(chǎn)長2000-4000mm，內(nèi)徑￠300--￠2400mm的各種接口型式的鋼筋混凝土管。
二、懸輥式水泥制管機(jī)的變頻改造（東北某用戶現(xiàn)場）
1、具體實(shí)施方法
改造的前提是采用變頻電機(jī)和變頻器，替代了原電磁調(diào)速電機(jī)和控制柜，采用高、中、低三段速度控制運(yùn)行。電機(jī)選用大連電機(jī)集團(tuán)MDSP 315L2-6 380V 132KW 990r變頻調(diào)速電機(jī)，變頻器選用普傳PI9000系列PI9200 160G3 三相380V 160kw電流矢量型變頻器，變頻器外接接制動單元及制動電阻。其改造優(yōu)勢在于可根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，任意設(shè)定高、中、低三段速度的運(yùn)行頻率，并且該控制方式較原電磁調(diào)速電機(jī)能節(jié)電率達(dá)到40%。如果全年滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)將減少能耗20000-30000kwh，效率提了20%，噪音降低了50%。并且該變頻器性能穩(wěn)定，尤其是在戶外供電電壓不穩(wěn)定的情況下，能夠有效的保護(hù)電機(jī)，不會因?yàn)殡妷旱暮龈吆龅投鵁龎碾姍C(jī)，保證安全生產(chǎn)。
2、變頻器具體參數(shù)設(shè)置：
F0.00—2 電機(jī)控制方式為V/F控制；
F0.03—2 頻率源主設(shè)定為模擬量AI1設(shè)定；
F0.11—1 命令源選擇端子臺控制；
F0.13—80 加速時間1設(shè)定為80秒；
F0.14—60 減速時間1設(shè)定為60秒；
F2.07—1 DA1輸出功能選擇為設(shè)定頻率；
F2.08—2 DA2輸出功能選擇為輸出電流；
b0組為電機(jī)參數(shù)
b0.01—132 額定功率132KW；
b0.02—380 額定電壓380V；
b0.03—225 額定電流225A；
b0.04—50 額定頻率50Hz ；
b0.05—1485 額定轉(zhuǎn)速1485轉(zhuǎn)；
b0.27—1 電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)選擇電機(jī)靜止自學(xué)習(xí)。
3、現(xiàn)場運(yùn)行實(shí)測數(shù)據(jù)：
變頻器為160kw，外部接制動單元和制動電阻，現(xiàn)場調(diào)試的參數(shù)，變頻應(yīng)用的是V/F控制模式。|
頻率 |
空載電流 |
帶載電流 |
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10HZ |
90A |
180A |
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20HZ |
100A |
185A |
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30HZ |
125A |
200A |
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40HZ |
145A |
220A |
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50HZ |
150A |
245A |
三、離心式水泥制管機(jī)的變頻改造（浙江某用戶現(xiàn)場）
1、原設(shè)備情況
該廠生產(chǎn)不同種類的水泥桿。其中，規(guī)格最大為直徑800mm、長度約15M，主要是利用高速離心機(jī)來加工生產(chǎn)。高速離心泵，電機(jī)功率為90KW，6極電機(jī)，額定轉(zhuǎn)速約為980R/min,額定電流為158A。電機(jī)通過皮帶輪驅(qū)動工頻運(yùn)行。
2、改造方法
采用普傳PI7800 160F3變頻器來實(shí)現(xiàn)調(diào)速，變頻器采用V/F控制方式、多段速運(yùn)行。
3、現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)
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多段速 |
第一段 |
第二段 |
第三段 |
第四段 |
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工作模式 |
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第一模式 |
頻率 |
12.5HZ |
31 HZ |
51 HZ |
60 HZ |
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運(yùn)行時間 |
180S |
120S |
90S |
420S |
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700MM |
運(yùn)行電流 |
100A |
85A |
80A |
75A |
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最大電流 |
388A |
120A |
120A |
120 |
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第二模式 |
頻率 |
12.5HZ |
24.7 HZ |
41 HZ |
56 HZ |
|
運(yùn)行時間 |
180S |
120S |
90S |
360S |
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800MM |
運(yùn)行電流 |
|
|
|
|
|
最大電流 |
|
|
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第三模式 |
頻率 |
11 HZ |
25 HZ |
42.5 HZ |
55.5 HZ |
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運(yùn)行時間 |
180S |
120S |
90S |
360S |
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500MM 400MM |
運(yùn)行電流 |
95A |
80A |
75A |
71A |
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最大電流 |
270A |
170A |
135A |
120A |
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第四模式 |
頻率 |
12.5 HZ |
22.5 HZ |
41 HZ |
58 HZ |
|
運(yùn)行時間 |
180S |
120S |
90S |
360S |
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|
550MM |
運(yùn)行電流 |
85A |
75A |
70A |
65A |
|
最大電流 |
300A |
135A |
120A |
120A |
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第五模式 |
頻率 |
11.5 HZ |
31 HZ |
47.5 HZ |
60 HZ |
|
運(yùn)行時間 |
180S |
120S |
90S |
420S |
|
|
600MM |
運(yùn)行電流 |
80A |
70A |
65A |
60A |
|
最大電流 |
350A |
120A |
120A |
118A |
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從表中數(shù)據(jù)可以看出，生產(chǎn)過程用到變頻器的4段速度，5個工作模式，最低速度11HZ，最高速度為60HZ，管樁越大，啟動電流越大，生產(chǎn)700mm水泥管時啟動過程中最大電流為400A左右，而正常運(yùn)行時電流只有80A左右；在生產(chǎn)結(jié)束停機(jī)時，十幾噸的負(fù)載（管樁），在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中要想停下來，卻并非易事，慣性太大，觀察了沒有加制動的幾臺變頻器，停機(jī)前（60Hz）運(yùn)行電流在70A左右，然而頻率降至50HZ左右，就會跳OU故障，此時母線電壓高達(dá)750V，然后管樁自由停車，大概4分鐘停下來，因此僅僅利用變頻器來減速停車是很難達(dá)到要求的。必須配備制動單元及制動電阻。制動單元選用普傳PB6034兩臺并聯(lián)，制動電阻選用2個6.8歐姆12000W，將制動電壓調(diào)至630V。加制動裝置后設(shè)備的減速時間大大縮短，約為1分鐘，而且變頻器也不會受到高電壓的沖擊，這樣既保護(hù)了變頻器，也能滿足生產(chǎn)需求。
小結(jié)
該類設(shè)備經(jīng)變頻改造后在改善了生產(chǎn)工藝以及作業(yè)環(huán)境的同時也帶來可觀的節(jié)能效果，因此可以大力推廣。
