一、鑄鐵管的生產(chǎn)過程
某地鑄管廠的主要產(chǎn)品是大口徑的鑄鐵管，該產(chǎn)品大多用在城市自來水供水管上。該企業(yè)為減少管壁的厚度，又要保證鑄鐵管的質(zhì)量，生產(chǎn)大口徑的供水管方法采用離心澆注，即將高溫融化了的鐵水倒入模具中，再將模具高速旋轉(zhuǎn)。由于離心力的作用，鐵水很快在模具中成型，維持?jǐn)?shù)分鐘后，鐵管溫度下降到大約700度~800度時逐漸降速到零，開模取管。鑄管機(jī)模具放在前后四個傳動輪上，原來的傳動方式是兩臺37kW的電磁調(diào)速電機(jī)經(jīng)皮帶輪傳動。如下所示。
鑄管機(jī)傳動示意圖
二.鑄管機(jī)的負(fù)載機(jī)械特性
鑄管機(jī)負(fù)載特性為大慣性負(fù)載，而且，起動前需加一定量的鐵水，又是重載起動。電磁調(diào)速器低速轉(zhuǎn)矩較差，要保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，電機(jī)的容量選得較大。如圖4所示，鑄管機(jī)傳動由兩臺37kW的電機(jī)共同承擔(dān)，因此兩臺電機(jī)之間存在同步問題。電磁調(diào)速器調(diào)同步比較困難，原來用人工調(diào)節(jié)同步往往難以保證。不同步時，只有一臺電動機(jī)出力，這臺電機(jī)處于超載運行，另一臺電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，這樣對電機(jī)運行是不利的，有時可能損壞電動機(jī)。
三.鑄管機(jī)的變頻調(diào)速
根據(jù)上述情況，該企業(yè)選用了中低壓變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）。因為該方案是需要應(yīng)用到兩臺37kWVFD，這里我們考慮到需要進(jìn)行同步控制，因為這樣做同步效果好，但需外接同步器比較麻煩。用一臺75kWVFD控制兩臺電動機(jī)，由于兩臺電動機(jī)的特性有一定的差異，其速度也會有速度差，如果速差不大還是可以滿足使用要求。鑄管機(jī)對兩臺電機(jī)的同步要求不高，為簡單采用電機(jī)并聯(lián)，選用一臺75KWVFD拖動兩臺37kW電機(jī)運行，為保護(hù)電機(jī)，每臺電機(jī)需裝熱繼電器，如圖8-2中的RJ1、RJ2。設(shè)定F01=3，調(diào)速用X4、X5端子按鈕控制，按X4升速，按X5降速。停車時間設(shè)為120s，降速到VFD的輸出頻率5Hz時，啟用直流制動。現(xiàn)場測試，有一臺電機(jī)的線電流為57A，另一臺電機(jī)的線電流為38A，調(diào)整VFD的特性曲線，使兩電機(jī)的線電流之差盡量縮小。變頻調(diào)速控制原理如下所示。
鑄管機(jī)變頻控制原理圖
四.改造后的效果
經(jīng)由通用變頻器展開的變頻改造后的鑄管機(jī)，設(shè)備運行調(diào)速便捷，無需在運行中調(diào)同步就能將兩臺電機(jī)負(fù)荷分配基本均勻。而且轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍達(dá)到了1200r/min以上，且在運行中能夠保持平穩(wěn)。VFD取代了電磁調(diào)速器后，有較好的節(jié)能效果，據(jù)鑄管廠用電度表測試，節(jié)能在22%上下，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
