水泥制管机变频应用 高效稳定更节能

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水泥制管机变频应用  高效稳定更节能
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来源：大连普传科技有限公司
前言
在国民经济快速发展中，水泥及其制品在基础建设领域中发挥了巨大作用，其行业呈现出一派朝气勃勃兴旺景象。水泥管制品由于加工容易、原材料来源广泛、价格低、使用寿命长的特点，被广泛适用于市政排水、农田灌溉、公路涵洞、居民小区、单位工厂等各方面的排水排污工程，在人们生活中经常会遇见。水泥制管机通常有立式挤压式（图一）、离心式（图二）、悬辊式（图三）这三种。
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其中，混凝土立式挤压水泥制管机采用内注水制管新工艺，方便脱模，又提高了水泥管强度，简单实用，两三个人就可生产；离心式制管机是利用模具旋转产生的离心力，使模具内的混凝土密实成型生产出各种钢筋水泥管；悬辊水泥制管机利用辊轴支撑管模，并对管模内的混凝土产生辊压力。当辊轴带动管模作高速旋转时，管模内的混凝土在离心力的作用下，沿管模内壁均匀分布，形成管状。当管模带动内部混凝土旋转通过辊轴时，辊轴与管模之间的混凝土被压实形成管体。目前离心式、悬辊式制管机一般采用电磁调速电机来控制。
# n- F; y  O# X3 I0 `2 u; o: O5 X这三种设备当中，悬辊式制管机由于经济实用，操作简单。在国内普遍使用率达80%以上，该机可以生产长2000-4000mm，内径￠300--￠2400mm的各种接口型式的钢筋混凝土管。
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应用案例一
辽宁某公司的悬辊式水泥制管机变频改造
; h( B& J3 l+ L, g" W7 G- V5 q8 X改造方案
方案是采用变频电机和变频器，替代了原电磁调速电机和控制柜，采用高、中、低三段速度控制运行。电机选用大连电机集团MDSP 315L2-6 380V 132KW 990r变频调速电机，变频器选用普传PI9000系列PI9230 160G3 三相380V 160kw电流矢量型变频器，变频器外接接制动单元及制动电阻。其改造优势在于可根据生产工艺的要求，任意设定高、中、低三段速度的运行频率，并且该控制方式较原电磁调速电机能节电率达到40%。如果全年满负荷运转将减少能耗20000-30000kwh，效率提了20%，噪音降低了50%。并且该变频器性能稳定，尤其是在户外供电电压不稳定的情况下，能够有效的保护电机，不会因为电压的忽高忽低而烧坏电机，保证安全生产。

变频器具体参数设置：
+ @: X8 ]. K6 e( {5 CF0.00—2        电机控制方式为V/F控制        b0.01—132        额定功率132KW
F0.03—2        频率源主设定为模拟量AI1设定        b0.02—380        额定电压380V
F0.11—1        命令源选择端子台控制        b0.03—225        额定电流225A
F0.13—80        加速时间1设定为80秒        b0.04—50        额定频率50Hz
* p  e, }! @) ]" \2 m  E$ ~0 cF0.14—60        减速时间1设定为60秒        b0.05—1485        额定频率50Hz
( ~1 ^2 S1 d4 `1 V# R" |4 KF2.07—1        DA1输出功能选择为设定频率        b0.27—1        电机参数自学习选择电机静止自学习
F2.08—2        DA2输出功能选择为输出电流               

5 \2 \4 _# e0 W5 F现场运行实测数据：
" R, O" r. S* v- D# ^+ T变频器为160kw，外部接制动单元和制动电阻，现场调试的参数，变频应用的是V/F控制模式。
5 T- |: D% G% _6 P) D; V
频率        空载电流        带载电流
10Hz        90A        180A
+ {. D) g  k( P& _' @20Hz        100A        185A
30Hz        125A        200A
. W) }% @. h: u40Hz        145A        220A
50Hz        150A        245A
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) z5 K; [" v# X+ ^应用案例二
浙江某工厂的离心式水泥制管机变频改造
5 H! N6 `: R/ W: Q: q* a& d应用现场
该厂生产不同种类的水泥杆。其中，规格最大为直径800mm、长度约15M，主要是利用高速离心机来加工生产。高速离心泵，电机功率为90KW，6极电机，额定转速约为980R/min,额定电流为158A。电机通过皮带轮驱动工频运行。
, t) \/ d9 `! l7 Q; }  Z$ O改造方案
采用普传PI9230 160F3变频器来实现调速，变频器采用V/F控制方式、多段速运行。
% K$ A$ {6 X/ a4 r现场运行数据
& f' Z# ]1 S8 i4 {! Q+ x多段速        第一段        第二段        第三段        第四段
. s1 `. Y' R" C! e7 l工作模式                               
' b# v, a# Q" x/ k3 K9 \& s第一模式        频率        12.5Hz        31 Hz        51 Hz        60 Hz
) T5 W. f/ D. u/ e( a. e. {8 X        运行时间        180S        120S        90S        420S
700MM        运行电流        100A        85A        80A        75A
        最大电流        388A        120A        120A        120
第二模式        频率        12.5Hz        24.7 Hz        41 Hz        56 Hz
        运行时间        180S        120S        90S        360S
800MM        运行电流                               
        最大电流                               
第三模式        频率        11 Hz        25 Hz        42.5 Hz        55.5 Hz
        运行时间        180S        120S        90S        360S
1 \3 s5 B* c6 p: S3 h500MM
: _( l7 U: g, c( T; |400MM        运行电流        95A        80A        75A        71A
6 E. z7 J) E% @; n# c' C  Z        最大电流        270A        170A        135A        120A
第四模式        频率        12.5 Hz        22.5 Hz        41 Hz        58 Hz
        运行时间        180S        120S        90S        360S
8 C2 Z; E4 m. J9 R- [$ o" ?550MM        运行电流        85A        75A        70A        65A
        最大电流        300A        135A        120A        120A
第五模式        频率        11.5 Hz        31 Hz        47.5 Hz        60 Hz
( }' i* j( d, j! m- N        运行时间        180S        120S        90S        420S
600MM        运行电流        80A        70A        65A        60A
1 ?% N+ P& P; V' G: D' U# P# x- u: ^% c        最大电流        350A        120A        120A        118A

& ~5 G9 d4 u" }% `; ]4 w& U从表中数据可以看出，生产过程用到变频器的4段速度，5个工作模式，最低速度11Hz，最高速度为60Hz，管桩越大，启动电流越大，生产700mm水泥管时启动过程中最大电流为400A左右，而正常运行时电流只有80A左右；在生产结束停机时，十几吨的负载（管桩），在高速运转中要想停下来，却并非易事，惯性太大，观察了没有加制动的几台变频器，停机前（60Hz）运行电流在70A左右，然而频率降至50Hz左右，就会跳OU故障，此时母线电压高达750V，然后管桩自由停车，大概4分钟停下来，因此仅仅利用变频器来减速停车是很难达到要求的。必须配备制动单元及制动电阻。制动单元选用普传PB6034两台并联，制动电阻选用2个6.8欧姆12000W，将制动电压调至630V。加制动装置后设备的减速时间大大缩短，约为1分钟，而且变频器也不会受到高电压的冲击，这样既保护了变频器，也能满足生产需求。

7 z) y1 U9 k' O总结
综上所述，水泥制管机这类设备经变频改造后在改善了生产工艺以及作业环境的同时也带来可观的节能效果，减少了企业和工厂在设备维护费用，有效的保护了生产的机器设备，可谓是一举多得。因此水泥制管机在变频器方面的应用是可以大力推广的。