變頻器在食品包裝機上的應用

郭天寶

【摘要】在食品行業發展的過程中，食品包裝是其重要組成部分。通過食品包裝，可以增加食品的保存時間，方便人們的日常飲食。近年來，我國食品行業中包裝機的應用越來越普遍。但是食品包裝機在使用過程中，針對不同類型的食品，機械的轉速和應用有不同的要求，傳統的食品包裝機械調速方式，已經難以滿足現代食品包裝行業的發展。因此，變頻器在食品包裝機中的應用越來越廣泛，文章針對變頻器在食品包裝機中的應用進行分析，以提高食品包裝機的運行效率。

【關鍵詞】變頻器；食品包裝機；應用

1食品包裝機的介紹

1.1食品包裝機的概述

食品包裝機是我國食品行業與機械行業結合的產物。當食品行業發展到一定階段，食品包裝機的應用就開始普遍起來。食品包裝機將高科技與機器結合，通過機電一體化來實現食品的高效包裝，并通過對機械設備的程序化控制，改變設備運行模式，從而實現食品高效包裝。在我國的食品包裝行業中，食品包裝機被廣泛應用于方便面、雪糕、餅干、糖果等小食品的包裝中，在一些醫藥和日用品包裝中也有應用。隨著科技的不斷發展，食品包裝機的改進和發展也取得了不少成績。

1.2食品包裝機的電氣系統

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

1.3全自動枕式食品包裝機的工作原理

文章以全自動枕式食品包裝機為例，對食品包裝機的工作原理進行了探究。該食品包裝機在我國的食品包裝中應用比較普遍，尤其在方便面等食品的包裝中最為常用。其主要工作過程和原理包括以下幾點。

1.3.1加熱系統

在食品包裝之前，需要對包裝材料先進行加熱，使其溫度達到設計包裝要求，保證包裝的質量。一般來說，在接通電源之后，可以用48V安全電壓進行加熱，設置好食品包裝的需求溫度后，大概20min后即可達到設定溫度，進行后續的包裝。

1.3.2運行速度設定

在食品包裝機的運行過程中，運行速度的設定十分重要，因為不同的食品種類在進行包裝時，對于食品包裝機的機械運行速度有不同的要求，所以在正式包裝之前，需要根據所包裝食品的種類，選擇合適的運行速度。全自動枕式食品包裝機的運行，大體分為主動模式和自動模式兩種，通過可編程控制器將薄膜和包裝物調整到合適的位置，然后進行自動操作，使機器連續運行，進行包裝。

1.3.3追蹤系統

在食品包裝機的系統中，追蹤系統屬于核心控制部分，利用PLC追蹤程序實現控制。該系統的主要作用是根據被包裝物品的實際大小和尺寸進行精確的定位，采用正反雙向的追蹤，提高追蹤進度，保證包裝的過程中，包裝材料能夠與被包裝物完整契合，減少誤差的發生，并在一定程度上節約包裝材料。通過追蹤系統，可在包裝的過程中，針對被包裝物品的實際需要，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，達到最佳的包裝效果，實現食品包裝機使用過程的經濟性。追蹤系統除了能夠保證包裝機高效工作之外，還可以對整個包裝過程起到一定的監控作用，如在包裝的過程中檢測追蹤工作，對于追蹤過程中多次發生失誤的情況，可以及時采取自動進行停機、待檢等措施，減少包裝過程中廢品的產生。

2變頻器的特征

2.1變頻器的介紹

在食品包裝機的應用過程中，變頻器指的是變頻調速器，屬于無級調節交流異步電機的電子電力裝置。通過變頻器能夠將單相或三相交流電調整為直流電，或者將直流電調整為交流電，這種電流的變化和調整，可以實現頻率的調節與轉速的改變。我國食品包裝機在使用過程中，常利用變頻器改變食品包裝機的轉速和頻率，從而實現對不同種類和尺寸的食品進行包裝。

2.2變頻器在食品包裝機中的作用

在食品包裝機中安裝變頻器，可以對食品包裝機的標準運行速度進行調整，使食品包裝機在運行的過程中更加靈活，適用于多種產品的包裝。通過高頻器對電動機調速，還可以實現高速化和小型化，使小型化的機械能夠發揮出大型機械的應用效果。另外，通過變頻器對電動機速度的調整，可以使電動機的轉速突破電源限制。因為變頻器具有輸入和輸出的控制接口，在使用的過程中，可以與智能化的系統相結合，提高食品包裝機運行過程中的智能化水平。安裝和使用變頻器后，食品包裝機在運行的過程中，能夠節省電力，提高運行效率。

3食品包裝機中變頻器的使用

3.1發揮變頻器最優特性

3.1.1選擇合理的頻率使用范圍

變頻器具有恒力矩區和恒功率區的特點，需要針對其頻率的使用范圍，選擇與食品包裝機應用頻率相協調的，保證變頻器在食品包裝機中充分發揮出作用。此外，也可以使變頻器與電動機互補，如對于輕負載的電機拖動，選擇高頻率的電動機，保持變頻器的調速比，使變頻器能夠充分輔助電機的運行，讓食品包裝機的電機運行效率和質量得到最大發揮。

3.1.2保留和選配機械減速機構

在食品包裝機運行過程中，減速系統是恒功率的，轉速越低，其力矩也就越大，而影響力矩的因素是無法改變的。因此選擇變頻器時，可以針對轉速進行選擇，通過保留機械減速系統，來保證機械運行功率，提高機械運行效率。

3.1.3適當提升力矩

在食品包裝機的運行過程中，電動機力矩是無法進行較大變動的，但是通過變頻器的調整，可以適當改變電動機的輸出力矩，尤其是在低速運行時，可以提升力矩。電動機運行時，如果轉速下降，那么食品包裝機會降低電動機輸入電壓，通過該方式可以為電動機起到一定的保護作用。但是電動機的低壓運行會增加內阻，造成一定的電能損耗，使得力矩變差，從而給整個電動機的運行效率帶來影響。這就需要利用變頻器有效提升電動機在低頻運行過程中的電壓，以此來提高電動機的力矩，使電動機在低頻運行時，保證運行的速度和效率。

3.2保障變頻器的可靠性

變頻器的系統比較復雜，在使用的過程中很容易受到各種因素的影響，產生故障，所以在使用變頻器時，需要保障其可靠性，一般可以采取以下措施。

3.2.1在外部安裝防護機械結構

變頻器在使用的過程中，雖然能夠發揮重要作用，但是其自身的防護性能比較差，結構防護等級比較低。經常會由于外部金屬的掉入或者液體的滴入，造成變頻器內部發生故障。因此在使用變頻器之前，需要先做好保護工作，在其外部附著防護機械結構。

3.2.2做好散熱工作

變頻器在使用的過程中會對電流和電壓進行一定的調整。但對于變頻器內部的元件和器件也會造成很大負擔，產生大量的熱量，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

變頻器在開關過程中，其電流和電壓的一瞬間對電動機沖擊很大，因此使用時間不能短于一秒。

3.2.4預防短路

無論是什么樣的機械設備，在使用的過程中，都會面臨著短路問題，變頻器也不例外。因此在使用的過程中不能同時導通上下功率管，也不能連接過高的外接負載。

4結語

我國食品行業發展十分迅速，食品包裝機的應用越來越普遍，為了提高食品包裝機的運行效率和質量，變頻器的應用是十分必要的。所以現代食品包裝行業發展過程中，需要合理選擇變頻器，利用變頻器提升食品包裝機的運行效率。