變頻器在食品包裝機(jī)上的應(yīng)用

郭天寶

【摘要】在食品行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，食品包裝是其重要組成部分。通過(guò)食品包裝，可以增加食品的保存時(shí)間，方便人們的日常飲食。近年來(lái)，我國(guó)食品行業(yè)中包裝機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越普遍。但是食品包裝機(jī)在使用過(guò)程中，針對(duì)不同類型的食品，機(jī)械的轉(zhuǎn)速和應(yīng)用有不同的要求，傳統(tǒng)的食品包裝機(jī)械調(diào)速方式，已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代食品包裝行業(yè)的發(fā)展。因此，變頻器在食品包裝機(jī)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，文章針對(duì)變頻器在食品包裝機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以提高食品包裝機(jī)的運(yùn)行效率。

【關(guān)鍵詞】變頻器；食品包裝機(jī)；應(yīng)用

1食品包裝機(jī)的介紹

1.1食品包裝機(jī)的概述

食品包裝機(jī)是我國(guó)食品行業(yè)與機(jī)械行業(yè)結(jié)合的產(chǎn)物。當(dāng)食品行業(yè)發(fā)展到一定階段，食品包裝機(jī)的應(yīng)用就開始普遍起來(lái)。食品包裝機(jī)將高科技與機(jī)器結(jié)合，通過(guò)機(jī)電一體化來(lái)實(shí)現(xiàn)食品的高效包裝，并通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)備的程序化控制，改變?cè)O(shè)備運(yùn)行模式，從而實(shí)現(xiàn)食品高效包裝。在我國(guó)的食品包裝行業(yè)中，食品包裝機(jī)被廣泛應(yīng)用于方便面、雪糕、餅干、糖果等小食品的包裝中，在一些醫(yī)藥和日用品包裝中也有應(yīng)用。隨著科技的不斷發(fā)展，食品包裝機(jī)的改進(jìn)和發(fā)展也取得了不少成績(jī)。

1.2食品包裝機(jī)的電氣系統(tǒng)

現(xiàn)在比較常用的食品包裝機(jī)，大部分都采用三相五線制或三相四線制的電源，運(yùn)行功率為5 000W，供電的電壓和頻率為380V，50Hz，其中的主要電氣系統(tǒng)包括了以無(wú)速度傳感器矢量變頻器調(diào)速為核心的控制部分和加熱控制部分，以及可編程控制器。食品包裝機(jī)的電氣系統(tǒng)構(gòu)成，使得其能夠最大限度滿足食品和醫(yī)藥用品等包裝。

1.3全自動(dòng)枕式食品包裝機(jī)的工作原理

文章以全自動(dòng)枕式食品包裝機(jī)為例，對(duì)食品包裝機(jī)的工作原理進(jìn)行了探究。該食品包裝機(jī)在我國(guó)的食品包裝中應(yīng)用比較普遍，尤其在方便面等食品的包裝中最為常用。其主要工作過(guò)程和原理包括以下幾點(diǎn)。

1.3.1加熱系統(tǒng)

在食品包裝之前，需要對(duì)包裝材料先進(jìn)行加熱，使其溫度達(dá)到設(shè)計(jì)包裝要求，保證包裝的質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，在接通電源之后，可以用48V安全電壓進(jìn)行加熱，設(shè)置好食品包裝的需求溫度后，大概20min后即可達(dá)到設(shè)定溫度，進(jìn)行后續(xù)的包裝。

1.3.2運(yùn)行速度設(shè)定

在食品包裝機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，運(yùn)行速度的設(shè)定十分重要，因?yàn)椴煌氖称贩N類在進(jìn)行包裝時(shí)，對(duì)于食品包裝機(jī)的機(jī)械運(yùn)行速度有不同的要求，所以在正式包裝之前，需要根據(jù)所包裝食品的種類，選擇合適的運(yùn)行速度。全自動(dòng)枕式食品包裝機(jī)的運(yùn)行，大體分為主動(dòng)模式和自動(dòng)模式兩種，通過(guò)可編程控制器將薄膜和包裝物調(diào)整到合適的位置，然后進(jìn)行自動(dòng)操作，使機(jī)器連續(xù)運(yùn)行，進(jìn)行包裝。

1.3.3追蹤系統(tǒng)

在食品包裝機(jī)的系統(tǒng)中，追蹤系統(tǒng)屬于核心控制部分，利用PLC追蹤程序?qū)崿F(xiàn)控制。該系統(tǒng)的主要作用是根據(jù)被包裝物品的實(shí)際大小和尺寸進(jìn)行精確的定位，采用正反雙向的追蹤，提高追蹤進(jìn)度，保證包裝的過(guò)程中，包裝材料能夠與被包裝物完整契合，減少誤差的發(fā)生，并在一定程度上節(jié)約包裝材料。通過(guò)追蹤系統(tǒng)，可在包裝的過(guò)程中，針對(duì)被包裝物品的實(shí)際需要，使用合適的包裝材料，保證包裝材料效用的最大化，即用最少的包裝材料，達(dá)到最佳的包裝效果，實(shí)現(xiàn)食品包裝機(jī)使用過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性。追蹤系統(tǒng)除了能夠保證包裝機(jī)高效工作之外，還可以對(duì)整個(gè)包裝過(guò)程起到一定的監(jiān)控作用，如在包裝的過(guò)程中檢測(cè)追蹤工作，對(duì)于追蹤過(guò)程中多次發(fā)生失誤的情況，可以及時(shí)采取自動(dòng)進(jìn)行停機(jī)、待檢等措施，減少包裝過(guò)程中廢品的產(chǎn)生。

2變頻器的特征

2.1變頻器的介紹

在食品包裝機(jī)的應(yīng)用過(guò)程中，變頻器指的是變頻調(diào)速器，屬于無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)交流異步電機(jī)的電子電力裝置。通過(guò)變頻器能夠?qū)蜗嗷蛉嘟涣麟娬{(diào)整為直流電，或者將直流電調(diào)整為交流電，這種電流的變化和調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)速的改變。我國(guó)食品包裝機(jī)在使用過(guò)程中，常利用變頻器改變食品包裝機(jī)的轉(zhuǎn)速和頻率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同種類和尺寸的食品進(jìn)行包裝。

2.2變頻器在食品包裝機(jī)中的作用

在食品包裝機(jī)中安裝變頻器，可以對(duì)食品包裝機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度進(jìn)行調(diào)整，使食品包裝機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中更加靈活，適用于多種產(chǎn)品的包裝。通過(guò)高頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速，還可以實(shí)現(xiàn)高速化和小型化，使小型化的機(jī)械能夠發(fā)揮出大型機(jī)械的應(yīng)用效果。另外，通過(guò)變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)速度的調(diào)整，可以使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速突破電源限制。因?yàn)樽冾l器具有輸入和輸出的控制接口，在使用的過(guò)程中，可以與智能化的系統(tǒng)相結(jié)合，提高食品包裝機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的智能化水平。安裝和使用變頻器后，食品包裝機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中，能夠節(jié)省電力，提高運(yùn)行效率。

3食品包裝機(jī)中變頻器的使用

3.1發(fā)揮變頻器最優(yōu)特性

3.1.1選擇合理的頻率使用范圍

變頻器具有恒力矩區(qū)和恒功率區(qū)的特點(diǎn)，需要針對(duì)其頻率的使用范圍，選擇與食品包裝機(jī)應(yīng)用頻率相協(xié)調(diào)的，保證變頻器在食品包裝機(jī)中充分發(fā)揮出作用。此外，也可以使變頻器與電動(dòng)機(jī)互補(bǔ)，如對(duì)于輕負(fù)載的電機(jī)拖動(dòng)，選擇高頻率的電動(dòng)機(jī)，保持變頻器的調(diào)速比，使變頻器能夠充分輔助電機(jī)的運(yùn)行，讓食品包裝機(jī)的電機(jī)運(yùn)行效率和質(zhì)量得到最大發(fā)揮。

3.1.2保留和選配機(jī)械減速機(jī)構(gòu)

在食品包裝機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，減速系統(tǒng)是恒功率的，轉(zhuǎn)速越低，其力矩也就越大，而影響力矩的因素是無(wú)法改變的。因此選擇變頻器時(shí)，可以針對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇，通過(guò)保留機(jī)械減速系統(tǒng)，來(lái)保證機(jī)械運(yùn)行功率，提高機(jī)械運(yùn)行效率。

3.1.3適當(dāng)提升力矩

在食品包裝機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)力矩是無(wú)法進(jìn)行較大變動(dòng)的，但是通過(guò)變頻器的調(diào)整，可以適當(dāng)改變電動(dòng)機(jī)的輸出力矩，尤其是在低速運(yùn)行時(shí)，可以提升力矩。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，如果轉(zhuǎn)速下降，那么食品包裝機(jī)會(huì)降低電動(dòng)機(jī)輸入電壓，通過(guò)該方式可以為電動(dòng)機(jī)起到一定的保護(hù)作用。但是電動(dòng)機(jī)的低壓運(yùn)行會(huì)增加內(nèi)阻，造成一定的電能損耗，使得力矩變差，從而給整個(gè)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率帶來(lái)影響。這就需要利用變頻器有效提升電動(dòng)機(jī)在低頻運(yùn)行過(guò)程中的電壓，以此來(lái)提高電動(dòng)機(jī)的力矩，使電動(dòng)機(jī)在低頻運(yùn)行時(shí)，保證運(yùn)行的速度和效率。

3.2保障變頻器的可靠性

變頻器的系統(tǒng)比較復(fù)雜，在使用的過(guò)程中很容易受到各種因素的影響，產(chǎn)生故障，所以在使用變頻器時(shí)，需要保障其可靠性，一般可以采取以下措施。

3.2.1在外部安裝防護(hù)機(jī)械結(jié)構(gòu)

變頻器在使用的過(guò)程中，雖然能夠發(fā)揮重要作用，但是其自身的防護(hù)性能比較差，結(jié)構(gòu)防護(hù)等級(jí)比較低。經(jīng)常會(huì)由于外部金屬的掉入或者液體的滴入，造成變頻器內(nèi)部發(fā)生故障。因此在使用變頻器之前，需要先做好保護(hù)工作，在其外部附著防護(hù)機(jī)械結(jié)構(gòu)。

3.2.2做好散熱工作

變頻器在使用的過(guò)程中會(huì)對(duì)電流和電壓進(jìn)行一定的調(diào)整。但對(duì)于變頻器內(nèi)部的元件和器件也會(huì)造成很大負(fù)擔(dān)，產(chǎn)生大量的熱量，這就需要在變頻器的周圍留有一定的散熱空間。

3.2.3避免超壓

變頻器在開關(guān)過(guò)程中，其電流和電壓的一瞬間對(duì)電動(dòng)機(jī)沖擊很大，因此使用時(shí)間不能短于一秒。

3.2.4預(yù)防短路

無(wú)論是什么樣的機(jī)械設(shè)備，在使用的過(guò)程中，都會(huì)面臨著短路問題，變頻器也不例外。因此在使用的過(guò)程中不能同時(shí)導(dǎo)通上下功率管，也不能連接過(guò)高的外接負(fù)載。

4結(jié)語(yǔ)

我國(guó)食品行業(yè)發(fā)展十分迅速，食品包裝機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越普遍，為了提高食品包裝機(jī)的運(yùn)行效率和質(zhì)量，變頻器的應(yīng)用是十分必要的。所以現(xiàn)代食品包裝行業(yè)發(fā)展過(guò)程中，需要合理選擇變頻器，利用變頻器提升食品包裝機(jī)的運(yùn)行效率。