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摘要：benwenjieshaozilaishuidakoujingdegongshuizhutieguandebianpintiaosugaizao，shouxianxushuzhutieguandeshengchangongyiguocheng，ranhouzhezhongjieshaogaizaoqingkuangjizhuyishixianghegaizaohoudejienengjinxingledingliangdefenxi。
關鍵詞：離心鑄管機，變頻調速，電磁調速器耗能的分析與計算
一. 鑄鐵管的生產過程
目前，城市自來水大口徑的供水管主要使用鑄鐵管﹑水shui泥ni管guan和he玻bo璃li纖xian維wei管guan。在zai保bao證zheng一yi定ding強qiang度du的de前qian提ti下xia，用yong離li心xin法fa澆jiao鑄zhu比bi用yong模mo具ju法fa澆jiao鑄zhu的de鑄zhu鐵tie管guan的de管guan壁bi厚hou度du已yi經jing大da大da地di下xia降jiang了le，整zheng體ti重zhong量liang減jian輕qing了le很hen多duo，而er且qie質zhi量liang也ye不bu錯cuo。在zai現xian行xing普pu遍bian使shi用yong的de幾ji種zhong供gong水shui管guan中zhong，鑄zhu鐵tie管guan價jia位wei處chu於yu中zhong等deng，強qiang度du高gao﹑經久耐用，重量輕﹑安裝施工簡單快捷，很受各自來水公司的青睞。
四川崇州鑄管廠生產城市自來水供水使用的400mm~800mm口kou徑jing的de鑄zhu鐵tie管guan，為wei保bao證zheng鑄zhu鐵tie管guan管guan壁bi厚hou度du的de均jun勻yun性xing，又you要yao保bao證zheng鑄zhu鐵tie管guan的de質zhi量liang，采cai用yong離li心xin澆jiao注zhu法fa。其qi工gong藝yi過guo程cheng是shi將jiang熔rong化hua了le的de高gao溫wen鐵tie水shui注zhu入ru模mo具ju中zhong，再zai將jiang模mo具ju從cong零ling速su逐zhu漸jian加jia速su到dao高gao速su旋xuan轉zhuan，由you於yu離li心xin力li的de作zuo用yong，鐵tie水shui很hen快kuai在zai模mo具ju中zhong成cheng型xing，並bing在zai模mo具ju中zhong通tong冷leng卻que水shui，維wei持chi數shu分fen鍾zhong後hou，鐵tie管guan溫wen度du下xia降jiang到dao大da約yue400~500時逐漸降速到零，開模取管。臥式鑄管機的模具放在前後1﹑2﹑3﹑4四隻傳動輪上，其中2﹑4由兩台電機經皮帶輪帶動的主動輪，其餘1﹑3兩隻是被動輪，如圖1所示。原來的傳動方式是兩台37KWdedianjiyoudiancitiaosuqiqudong。zhezhongshengchangongyiyaoqiuliangtaidianjitongbuyunzhuan。jinguanduidiancitiaosuxitongyijingcaiqulekongzhitongbuyunzhuancuoshi，youyudiancitiaosuqidekongzhibufendoushimoniPItiaojieqi，jingduhewendingxingdoujiaocha，zaishijigongzuozhong，caozuogongrenpingjingyanjinxingsuduweitiao，hennantiaodaoliangdianjitongbuyunzhuan。zheyangliangdianjidefuhefenpeibujunyun，yanzhongshiyinqitiaozha，yingxiangshengchandezhengchangjinxing。
圖1 鑄管機傳動示意圖
二. 鑄管機的負載機械特性
zhuguanjifuzaitexingweihengzhuanjudaguanxingfuzai，bingqie，qidongqianxianjiangyidingliangdetieshuixianzhurumoju，ranhouzaikaishiqidongyunzhuan，yinciyoushizhongzaiqidong。diancitiaosuqidisuzhuanjujiaocha，yaobaozhengzhuguanjiqidongzhengchangqidong，diandongjiderongliangyibanxuandejiaoda。zhuguanjichuandongyouliangtai37KW的4極異步鼠籠電機承擔，兩台電機之間存在負荷分配問題。
鑄管機的離心成型法對電氣傳動設備要求較高，首先要求滿載起動，起動力矩應在電機100%額定力矩以上；其次低速運轉的時間長，要求低速力矩大；最後由於鑄管機調速範圍大，為保證鑄鐵管的質量，要求在整個工作速度範圍內，轉速應基本穩定。
三. 鑄管機的變頻調速
根據以上的情況，選用具有恒轉矩特性且起動力矩大的森蘭SB40S係列變頻器。如果用兩台37KW變頻器，就需要考慮兩台電機的同步控製問題，這樣做同步效果好，但電機上需安裝速度變送器（脈衝編碼器或測速發電機），其結果是比較麻煩而且投資會增加。如果將兩台37kw電動機並聯後用一台75KWbianpinqikongzhi，liangtaidianjikezuodaotongpinyunzhuan，danliangtaidiandongjidetexingyouyidingdechayi，qisuduyehuiyousuducha，duiyudianjidecanshuchabiebuda，tongbuyaoqiubugaodexitonghaishikeyimanzushiyongyaoqiu。
鑄管機對兩台電機的同步要求不高，為簡單計采用電機並聯，選用一台SB40S75KW變頻器拖動兩台37KW電機運行，為保護電機，每台電機需裝熱繼電器，如圖2中的RJ1，RJ2。設定F01=3，調速用X4，X5端子按鈕控製，按X4升速；按X5降速。停車時間設為120S，降速到變頻器的輸出頻率5Hz時，啟用直流製動。現場調試時測試，有一台電機的線電流為57A，另一台電機的線電流為38A，最大的57A也未超過37kw電機電流的額定值，對生產應用無影響。當然也可選用森蘭SB80係列矢量控製高性能變頻器，這種變頻器有一種“特性軟化”功能，選擇特性軟化功能，可改變變頻器的特性曲線，使兩電機的線電流之差盡量縮小，負荷分配基本均勻。變頻調速控製原理與如圖2所示。
變頻器的機械特性為恒轉矩，電機在低頻5Hz便可運行，高速42Hz時可達1200r/min，調速比1：8以yi上shang，極ji大da的de滿man足zu了le鑄zhu管guan機ji的de工gong藝yi要yao求qiu。將jiang電dian磁ci調tiao速su改gai造zao為wei變bian頻pin調tiao速su，簡jian單dan方fang法fa用yong變bian頻pin器qi驅qu動dong電dian磁ci調tiao速su電dian機ji，將jiang電dian磁ci調tiao速su器qi的de轉zhuan差cha離li合he器qi的de勵li磁ci調tiao到dao最zui大da，其qi效xiao率lv僅jin為wei85%。為達到最高的節能效率，需將電磁調速電機換為普通Y係xi列lie三san相xiang鼠shu籠long電dian機ji，或huo者zhe用yong機ji械xie的de方fang式shi將jiang電dian機ji和he轉zhuan差cha離li合he器qi的de輸shu出chu直zhi接jie相xiang連lian。變bian頻pin調tiao速su後hou，考kao慮lv到dao電dian機ji運yun行xing在zai低di速su的de時shi間jian比bi較jiao長chang，電dian機ji的de散san熱re受shou到dao一yi些xie影ying響xiang，溫wen度du會hui升sheng高gao。在zai改gai造zao過guo程cheng中zhong，將jiang電dian磁ci調tiao速su電dian機ji換huan為weiY係xi列lie交jiao流liu異yi步bu電dian動dong機ji時shi，如ru果guo是shi等deng容rong量liang的de代dai換huan，由you於yu原yuan來lai電dian機ji的de容rong量liang就jiu選xuan得de比bi較jiao大da，改gai造zao後hou電dian機ji的de溫wen升sheng不bu會hui超chao過guo額e定ding值zhi，不bu必bi加jia恒heng速su風feng扇shan降jiang溫wen；如果是非等容量代換，代換電機的容量比電磁調速電機小時，那就需在電機尾罩上加恒速風機，以利於電機的散熱。
 圖2 鑄管機變頻控製原理圖
四.﹑節能分析
鑄(zhu)管(guan)機(ji)經(jing)變(bian)頻(pin)改(gai)造(zao)後(hou)，用(yong)按(an)鈕(niu)調(tiao)速(su)非(fei)常(chang)方(fang)便(bian)，改(gai)變(bian)了(le)電(dian)磁(ci)調(tiao)速(su)器(qi)在(zai)運(yun)行(xing)中(zhong)調(tiao)同(tong)步(bu)很(hen)不(bu)容(rong)易(yi)實(shi)現(xian)同(tong)步(bu)的(de)方(fang)法(fa)，使(shi)兩(liang)台(tai)電(dian)機(ji)負(fu)荷(he)分(fen)配(pei)大(da)體(ti)均(jun)勻(yun)，做(zuo)到(dao)了(le)無(wu)級(ji)調(tiao)速(su)，運(yun)行(xing)平(ping)穩(wen)。變(bian)頻(pin)器(qi)取(qu)代(dai)了(le)電(dian)磁(ci)調(tiao)速(su)器(qi)後(hou)，有(you)較(jiao)好(hao)的(de)節(jie)能(neng)效(xiao)果(guo)，現(xian)分(fen)析(xi)如(ru)下(xia)：
電磁調速的轉差離合器的損耗是由主動部分的風阻﹑磨擦損耗及從動部分的機械磨擦所產生。如果考慮這些損耗與轉差離合器的激磁功率相平衡且忽略不計的活，則轉差離合器的輸入﹑輸出功率可用下式表示：
電動機的輸出功率
P1=M1n1(kw)
式中：M1--電動機的輸出轉矩(kgf.m)
n1—電動機的輸出軸轉速(r/min)
轉差離合器的輸出功率：
P2=M2n2(kw)
式中：M2—轉差離合器的輸出轉矩(kgf.m)
n2—轉差離合器的輸出軸轉速(r/min)
電動機的輸出功率等於轉差離合器的輸入功率。對於離心鑄管機這類恒轉矩機械特性的負載，其轉矩：M= M1= M2=常數，所以，轉差離合器的效率：
滑差可由下式定義
則 
可(ke)見(jian)，在(zai)恒(heng)轉(zhuan)矩(ju)負(fu)載(zai)下(xia)，轉(zhuan)差(cha)離(li)合(he)器(qi)的(de)效(xiao)率(lv)正(zheng)比(bi)於(yu)輸(shu)出(chu)轉(zhuan)速(su)。因(yin)此(ci)用(yong)電(dian)磁(ci)調(tiao)速(su)器(qi)調(tiao)速(su)使(shi)輸(shu)出(chu)轉(zhuan)速(su)下(xia)降(jiang)時(shi)，輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)成(cheng)正(zheng)比(bi)下(xia)降(jiang)，而(er)輸(shu)入(ru)功(gong)率(lv)保(bao)持(chi)不(bu)變(bian)，實(shi)際(ji)上(shang)，滑(hua)差(cha)也(ye)就(jiu)是(shi)節(jie)電(dian)率(lv)。此(ci)時(shi)，損(sun)耗(hao)功(gong)率(lv)Ph與滑差損耗成正比，即
 (kw)
離心鑄管機電機額定轉速1440r/min，工作時從零速逐漸加速到最高1200r/min，再維持6分鍾。由於電磁調速電機低速力矩較差，在300r/min時才開始起動，這個過程中，滑差在79%~17%範圍內變化，但在17%的時間較長，加權平均計算為30%左右。采用變頻調速後，變頻器的效率基本上不隨輸出的頻率變化，除去變頻器的損耗後，節電率在24%上下，實際用電度表計量，節能在22%上下，投資回收期不到一年，經濟效益十分明顯。
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