一、铸铁管的生产过程
目前,城市自来水大口径的供水管主要使用铸铁管、水泥管和玻璃纤维管。在保证一定强度的前提下,用离心法浇铸比用模具法浇铸的铸铁管的管壁厚度已经大大地下降了,整体重量减轻了很多,而且质量也不错。在现行普遍使用的几种供水管中,铸铁管价位处于中等,强度高、经久耐用、重量轻、安装施工简单快捷,很受各自来水公司的青睐。
广西某铸管厂生产城市自来水供水使用的300mm~800mm口径的铸铁管,为保证铸铁管管壁厚度的均匀性,又要保证铸铁管的质量,采用离心浇注法。其工艺过程是将熔化了的高温铁水注入模具中,再将模具从零速逐渐加速到高速旋转,由于离心力的作用,铁水很快在模具中成型,并在模具中通冷却水,维持数分钟后,铁管温度下降到大约400~500时逐渐降速到零,开模取管。卧式铸管机的模具放在前后1、2、3、4四只传动轮上,其中2、4由两台电机经皮带轮带动的主动轮,其余1、3两只是被动轮,如图1所示。原来的传动方式是两台37kW的电机由电磁调速器驱动。这种生产工艺要求两台电机同步运转。尽管对电磁调速系统已经采取了控制同步运转措施,由于电磁调速器的控制部分都是模拟PI调节器,精度和稳定性都较差,在实际工作中,操作工人凭经验进行速度微调,很难调到两电机同步运转。这样两电机的负荷分配不均匀,严重时引起跳闸,影响生产的正常进行。
二、铸管机的负载机械特性
铸管机负载特性为恒转矩大惯性负载,并且起动前先将一定量的铁水先注入模具,然后再开始起动运转,因此又是重载起动。电磁调速器低速转矩较差,要保证铸管机起动正常起动,电动机的容量一般选得较大。铸管机传动由两台37kW的4极异步鼠笼电机承担,两台电机之间存在负荷分配问题。
图1铸管机原传动示意图
铸管机的离心成型法对电气传动设备要求较高,首先要求满载起动,起动力矩应在电机100%额定力矩以上;其次低速运转的时间长,要求低速力矩大;最后由于铸管机调速范围大,为保证铸铁管的质量,要求在整个工作速度范围内,转速应基本稳定。
三、铸管机的变频调速
根据以上的情况,选用具有恒转矩特性且起动力矩大的AC80系列变频器。如果用两台37kW变频器,就需要考虑两台电机的同步控制问题,这样做同步效果好,但电机上需安装速度变送器(脉冲编码器或测速发电机),其结果是比较麻烦而且投资会增加。如果将两台37kw电动机并联后用一台75kW变频器控制,两台电机可做到同频运转,但两台电动机的特性有一定的差异,其速度也会有速度差,对于电机的参数差别不大,同步要求不高的系统还是可以满足使用要求。
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