一、前言
水泥管制品廣泛適用于市政排水、農田灌溉、公路涵洞、居民小區、單位工廠等各方面的排水排污工程，在人們生活中經常會遇見。水泥制管機通常有立式擠壓式（圖一）、離心式（圖二）、懸輥式（圖三）這三種。
其中，混凝土立式擠壓水泥制管機采用內注水制管新工藝，方便脫模，又提高了水泥管強度，簡單實用，兩三個人就可生產；離心式制管機是利用模具旋轉產生的離心力，使模具內的混凝土密實成型生產出各種鋼筋水泥管；懸輥水泥制管機利用輥軸支撐管模，并對管模內的混凝土產生輥壓力。當輥軸帶動管模作高速旋轉時，管模內的混凝土在離心力的作用下，沿管模內壁均勻分布，形成管狀。當管模帶動內部混凝土旋轉通過輥軸時，輥軸與管模之間的混凝土被壓實形成管體。目前離心式、懸輥式制管機一般采用電磁調速電機來控制。
這三種設備當中，懸輥式制管機由于經濟實用，操作簡單。在國內普遍使用率達80%以上，該機可以生產長2000-4000mm，內徑￠300--￠2400mm的各種接口型式的鋼筋混凝土管。
二、懸輥式水泥制管機的變頻改造（東北某用戶現場）
1、具體實施方法
改造的前提是采用變頻電機和變頻器，替代了原電磁調速電機和控制柜，采用高、中、低三段速度控制運行。電機選用大連電機集團MDSP 315L2-6 380V 132KW 990r變頻調速電機，變頻器選用普傳PI9000系列PI9200 160G3 三相380V 160kw電流矢量型變頻器，變頻器外接接制動單元及制動電阻。其改造優勢在于可根據生產工藝的要求，任意設定高、中、低三段速度的運行頻率，并且該控制方式較原電磁調速電機能節電率達到40%。如果全年滿負荷運轉將減少能耗20000-30000kwh，效率提了20%，噪音降低了50%。并且該變頻器性能穩定，尤其是在戶外供電電壓不穩定的情況下，能夠有效的保護電機，不會因為電壓的忽高忽低而燒壞電機，保證安全生產。
2、變頻器具體參數設置：
F0.00—2 電機控制方式為V/F控制；
F0.03—2 頻率源主設定為模擬量AI1設定；
F0.11—1 命令源選擇端子臺控制；
F0.13—80 加速時間1設定為80秒；
F0.14—60 減速時間1設定為60秒；
F2.07—1 DA1輸出功能選擇為設定頻率；
F2.08—2 DA2輸出功能選擇為輸出電流；
b0組為電機參數
b0.01—132 額定功率132KW；
b0.02—380 額定電壓380V；
b0.03—225 額定電流225A；
b0.04—50 額定頻率50Hz ；
b0.05—1485 額定轉速1485轉；
b0.27—1 電機參數自學習選擇電機靜止自學習。
3、現場運行實測數據：
變頻器為160kw，外部接制動單元和制動電阻，現場調試的參數，變頻應用的是V/F控制模式。|
頻率 |
空載電流 |
帶載電流 |
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10HZ |
90A |
180A |
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20HZ |
100A |
185A |
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30HZ |
125A |
200A |
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40HZ |
145A |
220A |
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50HZ |
150A |
245A |
三、離心式水泥制管機的變頻改造（浙江某用戶現場）
1、原設備情況
該廠生產不同種類的水泥桿。其中，規格最大為直徑800mm、長度約15M，主要是利用高速離心機來加工生產。高速離心泵，電機功率為90KW，6極電機，額定轉速約為980R/min,額定電流為158A。電機通過皮帶輪驅動工頻運行。
2、改造方法
采用普傳PI7800 160F3變頻器來實現調速，變頻器采用V/F控制方式、多段速運行。
3、現場運行數據
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多段速 |
第一段 |
第二段 |
第三段 |
第四段 |
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工作模式 |
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第一模式 |
頻率 |
12.5HZ |
31 HZ |
51 HZ |
60 HZ |
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運行時間 |
180S |
120S |
90S |
420S |
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700MM |
運行電流 |
100A |
85A |
80A |
75A |
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最大電流 |
388A |
120A |
120A |
120 |
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第二模式 |
頻率 |
12.5HZ |
24.7 HZ |
41 HZ |
56 HZ |
|
運行時間 |
180S |
120S |
90S |
360S |
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800MM |
運行電流 |
|
|
|
|
|
最大電流 |
|
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第三模式 |
頻率 |
11 HZ |
25 HZ |
42.5 HZ |
55.5 HZ |
|
運行時間 |
180S |
120S |
90S |
360S |
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500MM 400MM |
運行電流 |
95A |
80A |
75A |
71A |
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最大電流 |
270A |
170A |
135A |
120A |
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第四模式 |
頻率 |
12.5 HZ |
22.5 HZ |
41 HZ |
58 HZ |
|
運行時間 |
180S |
120S |
90S |
360S |
|
|
550MM |
運行電流 |
85A |
75A |
70A |
65A |
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最大電流 |
300A |
135A |
120A |
120A |
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第五模式 |
頻率 |
11.5 HZ |
31 HZ |
47.5 HZ |
60 HZ |
|
運行時間 |
180S |
120S |
90S |
420S |
|
|
600MM |
運行電流 |
80A |
70A |
65A |
60A |
|
最大電流 |
350A |
120A |
120A |
118A |
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從表中數據可以看出，生產過程用到變頻器的4段速度，5個工作模式，最低速度11HZ，最高速度為60HZ，管樁越大，啟動電流越大，生產700mm水泥管時啟動過程中最大電流為400A左右，而正常運行時電流只有80A左右；在生產結束停機時，十幾噸的負載（管樁），在高速運轉中要想停下來，卻并非易事，慣性太大，觀察了沒有加制動的幾臺變頻器，停機前（60Hz）運行電流在70A左右，然而頻率降至50HZ左右，就會跳OU故障，此時母線電壓高達750V，然后管樁自由停車，大概4分鐘停下來，因此僅僅利用變頻器來減速停車是很難達到要求的。必須配備制動單元及制動電阻。制動單元選用普傳PB6034兩臺并聯，制動電阻選用2個6.8歐姆12000W，將制動電壓調至630V。加制動裝置后設備的減速時間大大縮短，約為1分鐘，而且變頻器也不會受到高電壓的沖擊，這樣既保護了變頻器，也能滿足生產需求。
小結
該類設備經變頻改造后在改善了生產工藝以及作業環境的同時也帶來可觀的節能效果，因此可以大力推廣。
