一、鑄鐵管的生產過程

某地鑄管廠的主要產品是大口徑的鑄鐵管，該產品大多用在城市自來水供水管上。該企業為減少管壁的厚度，又要保證鑄鐵管的質量，生產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。由于離心力的作用，鐵水很快在模具中成型，維持數分鐘后，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的電磁調速電機經皮帶輪傳動。如下所示。

鑄管機傳動示意圖

二.鑄管機的負載機械特性

鑄管機負載特性為大慣性負載，而且，起動前需加一定量的鐵水，又是重載起動。電磁調速器低速轉矩較差，要保證生產的正常進行，電機的容量選得較大。如圖4所示，鑄管機傳動由兩臺37kW的電機共同承擔，因此兩臺電機之間存在同步問題。電磁調速器調同步比較困難，原來用人工調節同步往往難以保證。不同步時，只有一臺電動機出力，這臺電機處于超載運行，另一臺電動機處于發電狀態，這樣對電機運行是不利的，有時可能損壞電動機。

三.鑄管機的變頻調速

根據上述情況，該企業選用了中低壓變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）。因為該方案是需要應用到兩臺37kWVFD，這里我們考慮到需要進行同步控制，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，由于兩臺電動機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。鑄管機對兩臺電機的同步要求不高，為簡單采用電機并聯，選用一臺75KWVFD拖動兩臺37kW電機運行，為保護電機，每臺電機需裝熱繼電器，如圖8-2中的RJ1、RJ2。設定F01=3，調速用X4、X5端子按鈕控制，按X4升速，按X5降速。停車時間設為120s，降速到VFD的輸出頻率5Hz時，啟用直流制動。現場測試，有一臺電機的線電流為57A，另一臺電機的線電流為38A，調整VFD的特性曲線，使兩電機的線電流之差盡量縮小。變頻調速控制原理如下所示。

鑄管機變頻控制原理圖

四.改造后的效果

經由通用變頻器展開的變頻改造后的鑄管機，設備運行調速便捷，無需在運行中調同步就能將兩臺電機負荷分配基本均勻。而且轉速可調范圍達到了1200r/min以上，且在運行中能夠保持平穩。VFD取代了電磁調速器后，有較好的節能效果，據鑄管廠用電度表測試，節能在22%上下，經濟效益明顯。