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摘要：benwenjieshaojiancaixingyedebianpintiaosugaizao，shouxianxushushuinizhiguanjidegongyiguocheng，ranhouzhezhongjieshaogaizaoqingkuangjizhuyishixianghegaizaohoudejienengjinxingledingliangdefenxi。
Abstract: This article is about the speed-adjusting innovation in the building material industry by using variable frequency drives. It introduces the technological process of making cement pipes, the innovation details and cautions, and then makes a quantitative energy-saving analysis after the innovation.
關鍵詞：水泥製管機，變頻調速，電磁調速器, 耗能的分析與計算
Key words: cement pipe machine, variable frequency speed-adjustment, electromagnetic speed regulator, analysis and calculation of energy consumption
一. 概述
隨sui著zhe國guo民min經jing濟ji的de快kuai速su發fa展zhan，水shui泥ni及ji其qi製zhi品pin在zai基ji礎chu建jian設she領ling域yu中zhong發fa揮hui了le巨ju大da的de作zuo用yong，其qi行xing業ye呈cheng現xian出chu一yi派pai朝chao氣qi勃bo勃bo的de興xing旺wang景jing象xiang。但dan由you於yu該gai行xing業ye設she備bei從cong國guo外wai學xue習xi和he引yin進jin的de時shi間jian較jiao早zao，設she備bei國guo產chan化hua的de的de時shi間jian也ye早zao，大da約yue在zai上shang世shi紀ji70年代已經定型。多年來，大部分的設備廠商未調整產品結構，沒有進行深入的開發，而且又不繼續引進新技術，沿用上世紀70年代的技術進行生產，調速的方式大部分都以電磁調速為主，造成大批能耗高、性能低的水泥製品設備繼續進入市場，並且這些能效比很低的設備一直在運行，大量消耗電能。
水泥管加工容易、原材料來源廣泛、價格低、使用壽命長，並且，在建築、市政施工中得到了廣泛的應用。水泥管樁因其施工方便快捷，省時、省工且質量可靠，造價相對低廉，大量用於高速公路，橋梁，房屋基礎，河堤，碼頭的基礎設施中。
二. 水泥製管的工藝過程
水泥管樁是眾多的水泥製成品之一，它的生產工藝有多種，為保證水泥管管壁厚薄的均勻性、zhimixing，qizhongshiyongzuipubiandeshengchanjiagonggongyishilixinchengxingfa。lixinchengxingshijiangwanchengpeiliaohaodehunningtuzhurumoqiangzhong，shouxianjinxingdisujiaoban，jiaobanjunyunhoudianjishengsudaozhongsu，zailixinlidezuoyongxiajibenchengxing，qiehunningtuzhujianmishi，zaijingguogaosuchengxingtuoshui，zhenggegongyiguochengjieshu。shuinidiangandeshengchanyeshiyongleisidelixinjiaozhufa，qishengchangongyiyucidatixiangtong。
離心成型法對電氣傳動設備要求較高，首先要求滿載啟動，啟動力矩應在電機100%額定力矩以上；其次低速運轉的時間長，要求低速力矩大；最後由於製管機調速範圍大，為保證水泥管樁的質量，要求在整個工作速度範圍內，轉速基本穩定。早期的調速方式有機械式分級調速、整流子電機調速、直流調速、diancitiaosudeng。youyudiancitiaosujiegoujiandan，shiyongjianbianjiagexiangduijiaodi，yinci，jinnianlaizaishuinizhiguanshebeizhong，diancitiaosuyongdejiaoduo。dandiancitiaosuxiaolvdi，zuigaozhuansushixiaolvwei85%，速度越低效率也越低。水泥管離心成形工藝低速的時間占50%左右，電磁調速速度低速時耗能相當大。
水(shui)泥(ni)製(zhi)管(guan)機(ji)負(fu)載(zai)機(ji)械(xie)特(te)性(xing)為(wei)大(da)慣(guan)性(xing)負(fu)載(zai)，起(qi)動(dong)前(qian)模(mo)腔(qiang)內(nei)需(xu)加(jia)足(zu)一(yi)根(gen)水(shui)泥(ni)管(guan)樁(zhuang)定(ding)量(liang)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)，啟(qi)動(dong)後(hou)低(di)速(su)運(yun)行(xing)，顯(xian)然(ran)是(shi)重(zhong)載(zai)起(qi)動(dong)。電(dian)磁(ci)調(tiao)速(su)器(qi)低(di)速(su)運(yun)行(xing)時(shi)機(ji)械(xie)特(te)性(xing)軟(ruan)，低(di)速(su)轉(zhuan)矩(ju)較(jiao)差(cha)，要(yao)保(bao)證(zheng)生(sheng)產(chan)的(de)正(zheng)常(chang)進(jin)行(xing)，電(dian)動(dong)機(ji)的(de)容(rong)量(liang)選(xuan)得(de)較(jiao)大(da)，這(zhe)又(you)使(shi)耗(hao)能(neng)進(jin)一(yi)步(bu)增(zeng)加(jia)。一(yi)般(ban)製(zhi)管(guan)機(ji)的(de)電(dian)氣(qi)傳(chuan)動(dong)由(you)1台75kW(55kW)dediancitiaosudianjiqudong。diancitiaosudianjidetiaosudefanweiyouxian，erdisulijuyoujiaocha，danhunningtujinxingdisujiaobanyaoqiulijuda，bunengmanzushizhuansuhuichuxianbuwendingxianxiang，shenzhikenengwufaqidong。zhuansudebuwendingxingduichanpinzhiliangyouyidingdeyingxiang。lingwai，4極交流異步電動機的額定轉速為1440r/min，但電磁調速器最高隻能調到1200r/min。速su度du高gao，對dui水shui泥ni管guan的de質zhi量liang的de提ti高gao有you益yi。從cong以yi上shang製zhi管guan機ji對dui電dian氣qi傳chuan動dong的de要yao求qiu上shang看kan，用yong電dian磁ci調tiao速su器qi是shi一yi種zhong無wu奈nai的de選xuan擇ze。現xian在zai變bian頻pin器qi的de價jia格ge已yi經jing下xia降jiang到dao合he理li的de水shui平ping，以yi變bian頻pin器qi的de優you異yi性xing能neng完wan全quan可ke滿man足zu製zhi管guan工gong藝yi要yao求qiu，用yong變bian頻pin調tiao速su代dai替ti電dian磁ci調tiao速su是shi最zui佳jia的de選xuan項xiang。
三. 水泥製管的變頻調速
根據以上的情況，變頻器的機械特性近似為恒轉矩，電機在5Hz便可運行，高速50Hz時可達1440r/min，調速比1：10，極大地滿足了水泥製管的工藝要求。東莞市大嶺山鴻基管樁廠有4台離心澆注機，電機的型號和功率分別為Y260M-4-75KW 2台，Y250M-4-55KW 2台(tai)，全(quan)部(bu)采(cai)用(yong)電(dian)磁(ci)調(tiao)速(su)。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)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)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)杯(bei)型(xing)轉(zhuan)子(zi)的(de)勵(li)磁(ci)調(tiao)到(dao)最(zui)大(da)，如(ru)前(qian)所(suo)述(shu)效(xiao)率(lv)為(wei)85%。為達到最高的節能效率，將電磁調速電機換為普通Y係列三相鼠籠電機，變頻器用森蘭SB40S75KW 2台，BT40S55KW 2台。變頻器設置為外控端子操作，電位器調節變頻器的頻率。加速和減速時間設定比較長，均為120s，降速到變頻器的輸出頻率5Hzshi，qiyongzhiliuzhidong，caozuoshifenfangbian。shiyonglebianpinqihou，zhuansuwendingxinghao，guanzhuangdechengxingdezhiliangyoulejiaodadetigao。bianpintiaosuhou，kaolvdaodianjiyunxingzaidisudeshijianbijiaochang，dianjidesanreshoudaoyixieyingxiang，wenduhuishenggao。zaigaizaoguochengzhong，jiangdiancitiaosudianjihuanweiY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。
四. 節能分析
水泥製管機是采用55kW或75kW的電磁調速電機，轉速通常控製在300-1200r/min，這是根據離心製管工藝情況，對電機速度進行控製。實踐證明，采用變頻調速的方法取代電磁調速平均節能量50%左右。為什麼對電磁調速進行變頻改造會有如此大的節能效果呢，因為利用電磁調速方法是的一種耗能的低效調速方法，如公式（1）電磁電機主電機軸輸出功率：
P0=T0×n0 （1）
式中：
P0：表示軸輸出功率 (kW)
T0：表示負載轉矩 (kgf・m)
n0：表示主電機轉速 (r/min)
杯形轉子輸出功率：
P1≈T0・n1 （2）
式中：
P1：表示輸出功率(kW)
n1：表示杯形轉子轉速(r/min)
損耗功率：
△P≈P0－P1=T0（n0－n1） （3）
由損耗功率公式（3）keyiqingchukandao，diancitiaosudianjidezhuansuyuedi，langfeinengyuanyueda。diancitiaosufangshisuiranjiandan，shebeijiagebianyi，dantiaosuyigaohaonengweidaijia。shuinizhiguanjidisuyunxingdeshijianzhan50%，即在300r/min左右運行，因此改用變頻調速的方式後理論上節能為：
P0－P1=T0(1440－300)=1140T0
(P0－P1)/P0100%=(1140T0/1440T0)100%=39.6%
考慮到低速運行的時間占50%，則節能率應為39.6%。據廠家透露，四台製管機月節電費在20,000元左右，一年內可收全部投資，經濟效益十分顯著。
參考文獻：(1)SB40係列變頻調速器使用手冊[Z]. 成都希望森蘭變頻器製造有限公司
(2)劉美俊變頻器應用技術 福建科學技術出版社2004
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