CHE磚機專用變頻器的應用
關鍵詞：砌塊成型機、振動技術、CHE磚機專用變頻器
在建築行業領域，國內常用的牆體材料可分為兩大類，即實心粘土磚與新型牆材，以粘土為主要材料經燒結工藝製成的實心粘土磚（俗稱紅磚），因其工藝設備簡單，使用曆史悠久，長期以來都是我國主要的牆材；以水泥、砂石及粉煤灰、煤矸石、爐渣等工業廢料或建築垃圾為主要材料經攪拌、振動、壓製等工藝製成的非粘土磚、建築砌塊等新型牆材，類似的新型牆材近幾十年在國內得到逐步的推廣與普及，其中，以混凝土砌塊最為常用。 “禁實”就是禁止使用、銷售、生產實心粘土磚的簡稱。與新型牆材相比，實心粘土磚在製作過程中存在挖土毀田、浪費能源、汙染環境等不利因素，因此國家已出台眾多硬性指標及政策鼓勵使用新型牆材，逐步禁用實心粘土磚。根據國家相關規定，2010年後國內所有城市（城鎮）將全部禁用粘土磚，這將為新型牆材提供巨大的市場空間。
1、磚機設備分類（新型牆材）
依據成型工藝不同，可將磚機設備分為壓磚機和砌塊成型機兩大類。通過高壓擠壓將磚體（砌塊）定型的磚機統稱為壓磚機；通過振動擠壓將磚體（砌塊）定型的磚機統稱為砌塊成型機。其中，砌塊成型機自動化程度高、可生產的砌塊（磚）種類多、產量大，在磚機設備中處於主導地位，應用最為廣泛。注意，下文隻針對砌塊成型機進行討論，以下論述中凡使用“磚機”一詞皆指砌塊成型機，在此提請讀者留意！
2、砌塊成型機的振動技術
一台全自動砌塊成型機主要由皮帶輸送機、振動成型機（主機）、送板機、出磚機、碼垛機、控製櫃、液壓泵站等組成，其中振動成型裝置是砌塊成型機的核心部分，其性能直接決定著機器本身及成型砌塊的優劣。
3、振動成型工藝理論
砌塊成型機依靠振動與壓力使模箱中的混凝土拌料成型及密實，因此振動參數的選擇對砌塊性能至關重要。振動參數包括振動頻率、振幅及振動加速度等。從混凝土振動工藝學看,對於不同的被振物料,其(qi)最(zui)佳(jia)的(de)振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)及(ji)振(zhen)幅(fu)都(dou)是(shi)不(bu)同(tong)的(de)。振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)應(ying)盡(jin)可(ke)能(neng)接(jie)近(jin)物(wu)料(liao)中(zhong)骨(gu)料(liao)的(de)固(gu)有(you)頻(pin)率(lv)，使(shi)其(qi)產(chan)生(sheng)共(gong)振(zhen)，此(ci)時(shi)衰(shuai)減(jian)最(zui)小(xiao)，振(zhen)幅(fu)最(zui)大(da)。砌(qi)塊(kuai)混(hun)凝(ning)土(tu)拌(ban)合(he)物(wu)的(de)集(ji)料(liao)粒(li)徑(jing)為(wei)3~
4、振動技術分類
按振動源作用的位置不同，砌塊成型機可分為台振機及模振機。振動源直接作用於振動台的機型稱為台振機，型號以“QT”開頭。振動源安裝在模箱上的機型稱為模振機，型號以“QM”開頭。因台振機具有產量大、砌塊平均損耗振動功率小等優點，已成為國內磚機廠家的主流機型。圖一、圖(tu)二(er)分(fen)別(bie)為(wei)台(tai)振(zhen)及(ji)模(mo)振(zhen)機(ji)構(gou)簡(jian)圖(tu)。以(yi)台(tai)振(zhen)機(ji)為(wei)例(li)，一(yi)般(ban)振(zhen)動(dong)器(qi)是(shi)由(you)電(dian)動(dong)機(ji)或(huo)液(ye)壓(ya)馬(ma)達(da)來(lai)驅(qu)動(dong)，通(tong)過(guo)振(zhen)動(dong)器(qi)中(zhong)的(de)兩(liang)根(gen)帶(dai)有(you)偏(pian)心(xin)塊(kuai)的(de)軸(zhou)產(chan)生(sheng)相(xiang)向(xiang)的(de)高(gao)速(su)轉(zhuan)動(dong)，水(shui)平(ping)方(fang)向(xiang)的(de)離(li)心(xin)力(li)互(hu)相(xiang)抵(di)消(xiao)、垂直方向的離心力互相疊加，從而產生垂直定向振動。成型砌塊較少時，模箱下可設一個振動源；成型砌塊較多時，可設兩個或多個振動源。
5、電動機驅動與液壓馬達驅動
目前振動器無論是由電動機驅動還是由液壓馬達驅動，都存在明顯的缺點：
1） 電動機驅動的缺點
l 電機頻繁直接啟動（每分鍾3~4次），啟動電流大（5~7倍額定電流），電機溫升高（
l 接觸器頻繁動作，通過電流大，觸點容易老化；
l 電網電壓低時，電動機帶載很難啟動；
l 電機每次啟動運行時間為2~4s，平均功率因數低，線損損耗嚴重；
l 電機直接啟動時機械衝擊大，對各機械配件要求較高；
2） 液壓馬達驅動的缺點
l 電網電能經過電動機—油泵—液壓閥管—液壓馬達傳遞後，最終轉化為機械能驅動振動器工作，能量轉換傳遞環節過程過多，效率不高；
l 液壓係統成本高，維護工作量大，易損件較多；
l 相比電動機驅動，液壓係統起壓較慢，振動加速度不高；
6、變頻器調頻振動技術
如ru何he激ji振zhen及ji如ru何he調tiao節jie振zhen動dong頻pin率lv一yi直zhi是shi磚zhuan機ji製zhi造zao商shang關guan注zhu的de問wen題ti。自zi電dian機ji變bian頻pin技ji術shu廣guang泛fan應ying用yong以yi來lai，以yi變bian頻pin器qi調tiao節jie電dian機ji調tiao速su從cong而er驅qu動dong振zhen動dong器qi的de振zhen動dong成cheng型xing方fang式shi就jiu被bei眾zhong多duo的de磚zhuan機ji製zhi造zao商shang所suo注zhu重zhong。
7、變頻器在砌塊成型機上的應用現狀
在上世紀90年代，以美國貝賽爾及德國歐馬克為代表的建材設備製造商就將電機變頻調速技術應用在砌塊成型機上。以貝賽爾V3-12型砌塊成型機為例，該機可選的兩套振動係統Smartpac及Posapac均采用了變頻器調速，可依據產品預設不同振動頻率及振動加速度，啟動、加速、減速及停機控製靈活，大大加強了產品的成型質量及性能。下表為振動成型係統對變頻器的技術要求：
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啟動時間 |
0.5S ~ 1S |
減速時間 |
1.2S ~ 2S |
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啟動電流 |
小於1.5倍電機額定電流 |
電機溫升 |
小於70攝氏度 |
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控製方式 |
端子啟停控製 |
調頻方式 |
多段速調頻 |
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通訊功能 |
可與上位機通訊 |
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對變頻器應用而言，上述技術要求的難點主要在於加、減速時間的控製。加速時間過短，啟動電流將激增，影響電機溫升；減速時間過短，電機常處於發電狀態，電能反饋會使變頻器出現過壓報警。相反，增大加減速時間必會降低砌塊成型機的生產效益。
8、CHE係列磚機專用變頻器的應用
我公司研發及技術人員經多次現場調試，根據振動係統的運動特性，在公司原有CHE係列矢量變頻器的基礎上作了相應的軟件及硬件改進，從而開發出了CHE係(xi)列(lie)磚(zhuan)機(ji)專(zhuan)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)。該(gai)係(xi)列(lie)變(bian)頻(pin)器(qi)最(zui)大(da)的(de)特(te)點(dian)就(jiu)是(shi)能(neng)夠(gou)在(zai)滿(man)足(zu)振(zhen)動(dong)技(ji)術(shu)要(yao)求(qiu)的(de)前(qian)提(ti)下(xia)，省(sheng)去(qu)製(zhi)動(dong)單(dan)元(yuan)及(ji)製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)。目(mu)前(qian)該(gai)係(xi)列(lie)磚(zhuan)機(ji)專(zhuan)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)已(yi)成(cheng)功(gong)應(ying)用(yong)於(yu)泉(quan)州(zhou)某(mou)工(gong)程(cheng)機(ji)械(xie)有(you)限(xian)公(gong)司(si)，以(yi)下(xia)是(shi)該(gai)公(gong)司(si)生(sheng)產(chan)的(de)砌(qi)塊(kuai)成(cheng)型(xing)機(ji)，在(zai)使(shi)用(yong)了(le)CHE係列專用變頻器進行前後的生產數據對比：
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砌塊成型機型號：QT6 |
混凝土砌塊型號：240*115*90 | ||
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變頻器型號：CHE100-022-4Z |
電機型號：2台7.5KW電機 | ||
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改造前數據 |
改造後數據 | |
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平均每班產量 |
1200模 |
1450模 | |
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電機平均啟動電流 |
155A |
45A | |
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電機表麵溫升 |
75攝氏度 |
50攝氏度 | |
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振動頻率 |
50Hz |
58Hz | |
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砌塊表麵粗糙度 |
粗糙 |
平整 | |
9、變頻器調頻振動的優點
由以上數據可明顯看出，與電動機或液壓馬達直接驅動相比，在振動係統中采用變頻器技術具有前兩者無可比擬的優點：
l 可輕鬆實現振動係統調頻需要，滿足生產工藝要求；
l 加減速迅速，節省成型時間，增加產能；
l 啟動電流小，對電網衝擊少；
l , 電機平滑啟動，機械衝擊小；
l 電動機溫升低，有利於電機長期穩定運行；
l 能量傳遞效率高，節省電能；
l 砌體成型密實度好，表麵平整美觀；
l 變頻器獨有AVR功能，即使在電網電壓較低的情況下，仍能輸出足夠的電壓驅動電機工作做。
10、變頻器在砌塊成型機上的應用前景
keyishuo，guoneidabufenzhuanjizhizaoshangduibianpinqitiaopinzhendongjishudoubumosheng，danchuyuchengbenjijishukekaoxingliangfangmiandekaolv，duoshuchangjiadoumeiyoushizhezhongjishuliangchanhua。dansuizheshichangjingzhengderiyijilieyijigongyiyaoqiudebuduantigao，xunqiujishugexin、gaijinchanpinxingnengyichengweigezhuanjiqiyedezhongyaoyiti。shishizhengming，bianpinqitiaopinzhendongjishubiqitazhendongjishugengjuyouyoushi，qieshichangyingyongtiaojianyiquyuchengshu，dangqianzhengshidalituiguangyingyongdeyoulishiji。
