深川變頻器SVF3000在食品機(jī)械上的應(yīng)用
1、前言
當(dāng)今的食品機(jī)械產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展, 其發(fā)展趨勢(shì)為:
(1) 便于操作, 安全可靠,維護(hù)簡(jiǎn)便;
(2) 堅(jiān)固耐用, 即使操作不當(dāng),也不易發(fā)生故障;
(3) 重量輕、體積小;
(4) 使生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、效率提高。而作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的變頻器將在一定程度上改變食品機(jī)械的整體裝備水平。
其功效基于以下二點(diǎn):
(1) 增加產(chǎn)量、降低成本。可以提高生產(chǎn)技術(shù), 使產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)都得到提高,并能有效節(jié)約成本,實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化;
(2) 實(shí)現(xiàn)控制的軟件化,提高功能,通過(guò)故障自動(dòng)復(fù)位、防止失速和重合閘等功能,實(shí)現(xiàn)不跳閘運(yùn)行。
如何選取合適的變頻器來(lái)滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的食品機(jī)械現(xiàn)代化的要求是目前擺在眾多食品機(jī)械制造商面前的一個(gè)棘手問(wèn)題,該類(lèi)型的變頻器必須能夠適合食品制造的環(huán)境、符合食品類(lèi)負(fù)載的變化、貼近用戶(hù)的心里需求(價(jià)位、售后服務(wù)和操作),而深川公司推出的SVF3000系列變頻器則是一個(gè)理想的OEM產(chǎn)品,它代表了未來(lái)變頻器發(fā)展方向,在客戶(hù)需求合理細(xì)分的基礎(chǔ)上,創(chuàng)建了一個(gè)客戶(hù)化量身定做的平臺(tái)。因此,本文將介紹在食品機(jī)械中采用深川SVF3000變頻器的應(yīng)用情況。
2、SVF3000變頻器在傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用
在食品機(jī)械中,傳輸系統(tǒng)被大量地使用,比如蛋糕烘烤前必須由傳輸帶進(jìn)行送料,并按照烘烤工藝勻速地通過(guò)烘烤箱,這里面就涉及兩個(gè)傳送設(shè)備,即送料輸送帶和烘烤線(xiàn)輸送帶,兩者的速度必須匹配,能方便同升同降。以前,這樣的設(shè)備調(diào)速基本都采用手動(dòng)機(jī)械式有級(jí)變速(比如更換皮帶輪大小或者齒輪箱變速比等),但現(xiàn)在采用變頻調(diào)速后就能大大擴(kuò)展調(diào)速范圍,且能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。
圖1 SVF3000在傳送系統(tǒng)中的應(yīng)用
類(lèi)似的瓶裝飲料生產(chǎn)線(xiàn)(如圖1左)、粉狀體原料計(jì)量包裝線(xiàn)等都將會(huì)用到變頻傳輸系統(tǒng)。在傳輸系統(tǒng)中,用戶(hù)可以根據(jù)原材料大小和材質(zhì)來(lái)控制傳輸帶速度,保證質(zhì)地均勻;同時(shí)根據(jù)不同的傳輸系統(tǒng)間的速度配比要求來(lái)實(shí)現(xiàn)速度同步和微調(diào)等功能。由于不同的工況需要不同的速度源來(lái)控制傳輸系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)部件,這就要求變頻器能夠具有更多的頻率源和運(yùn)行方式。深川SVF3000可謂是食品機(jī)械OEM變頻器的典型,它具有三種運(yùn)行命令通道(操作面板給定、控制端子給定和串行通訊給定)且能通過(guò)多種方式進(jìn)行相互間的切換;它具有多種頻率源(數(shù)字給定、模擬電壓給定、模擬電流給定、脈沖給定、串行口給定等)和多種輔助頻率源,可以相互切換并能靈活實(shí)現(xiàn)輔助頻率微調(diào)和頻率合成。
在圖1(右)中,SVF3000變頻器被用在瓶裝飲料生產(chǎn)線(xiàn)中的傳送驅(qū)動(dòng)控制,通過(guò)變頻器的使用,它能達(dá)到以下的幾個(gè)功效:
(1) 大大提高產(chǎn)量
針對(duì)不同的食品制造工藝可以方便地控制傳輸系統(tǒng)的主速度,同時(shí)其他傳輸設(shè)備會(huì)自動(dòng)地同步匹配,而無(wú)需人工調(diào)節(jié)。這樣就可以方便地通過(guò)調(diào)節(jié)速度來(lái)提高產(chǎn)量。
(2) 發(fā)揮異步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
采用變頻器來(lái)調(diào)速無(wú)需增加額外的機(jī)械調(diào)速機(jī)構(gòu),因此傳輸系統(tǒng)將更加緊湊輕巧,齒輪異步電機(jī)的運(yùn)行也更有效率。由于傳輸系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)單單是電機(jī)本身,而無(wú)額外的機(jī)械部件,它就能僅僅采用對(duì)電機(jī)的防護(hù)等級(jí)提高就能應(yīng)用在潮濕的環(huán)境中或戶(hù)外或防暴場(chǎng)合,而這些環(huán)境常常是食品機(jī)械中常見(jiàn)的工況,如飲料生產(chǎn)線(xiàn)、魚(yú)肉制作生產(chǎn)線(xiàn)和食用酒精生產(chǎn)線(xiàn)等。同樣,變頻調(diào)速避免了類(lèi)似直流電機(jī)調(diào)速中更換炭刷或者換向器的繁瑣維護(hù)作業(yè)。當(dāng)然,對(duì)于某些以前定速運(yùn)行的異步電機(jī)傳輸系統(tǒng),應(yīng)用變頻調(diào)速也非常簡(jiǎn)單有效,只需增加變頻器即可完成改造。
(3) 軟啟動(dòng)和軟停止功能。
在傳輸系統(tǒng),如果全速啟動(dòng)會(huì)導(dǎo)致物件的損壞,如圖1中的瓶裝生產(chǎn)線(xiàn)。而采用變頻調(diào)速后就能非常輕松地實(shí)現(xiàn)零速滿(mǎn)載啟動(dòng),SVF3000在在克服啟動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩的同時(shí)平穩(wěn)地啟動(dòng)。同時(shí),在停車(chē)時(shí)變頻器也能提供軟停止功能。圖1(右)是關(guān)于SVF3000變頻器的頻率/時(shí)間曲線(xiàn),其加速時(shí)間和減速時(shí)間可以在0~6500s調(diào)整,加減速曲線(xiàn)可分直線(xiàn)和S曲線(xiàn)兩種,并內(nèi)置4種加減速時(shí)間(通過(guò)端子來(lái)選擇)。
(4) 運(yùn)行功能完備
啟動(dòng)、停止、點(diǎn)動(dòng)(正向或反向)、反向運(yùn)行都能輕松地通過(guò)端子引線(xiàn)和端子參數(shù)定義(F4組)來(lái)實(shí)現(xiàn)。電機(jī)的正反轉(zhuǎn)功能在工頻中需要不同的接觸器,而變頻器只需改變輸出相序即可實(shí)現(xiàn)。而同時(shí),SVF3000變頻器能夠設(shè)定禁止反轉(zhuǎn)功能(F7.13=1)來(lái)實(shí)現(xiàn)特殊工藝下的操作。制動(dòng)是變頻運(yùn)行的一個(gè)常見(jiàn)功能,在圖1中,SVF3000變頻器接了制動(dòng)電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng),以處理制動(dòng)過(guò)程中的再生能量。
(5) 超越額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行
變頻器本身允許電機(jī)在0到最大輸出頻率之間運(yùn)行,只要電機(jī)在超越額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)不過(guò)載都能實(shí)現(xiàn)超速運(yùn)行。
(6) 提高輸送精度
比如在粉狀體原料輸送系統(tǒng)中采用變頻器SVF3000后,它能按比例控制粉狀原料的傳送速度或傳送帶上的粉狀體原料均勻裝載都能極方便地實(shí)現(xiàn),從而提高了送料精度,最終保證了食品包裝的精度。
3、SVF3000變頻器在攪拌裝置中的應(yīng)用
混合攪拌機(jī)是食品機(jī)械中用的最多的一種,包括高速攪拌水點(diǎn)心發(fā)泡料、超低速攪拌餡料等機(jī)械。攪拌機(jī)基本上是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,要求變頻器調(diào)速范圍大,抗過(guò)載能力強(qiáng)。在攪拌裝置中,根據(jù)材料的變化來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,以便設(shè)定最佳的攪拌條件。
SVF3000變頻器具有高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,同時(shí)具有高過(guò)載能力150%額定電流60s、180%額定電流2s,而且它還具有“挖掘機(jī)”特性,能對(duì)運(yùn)行期間的轉(zhuǎn)矩自動(dòng)限制,防止頻繁過(guò)流跳閘;因此,SVF3000能保證攪拌裝置所必需的低速大轉(zhuǎn)矩和全頻域平穩(wěn)加減速功能。
攪拌裝置經(jīng)常會(huì)處理一些粉狀或粘稠狀物料(如糖果汁、淀粉等),這些物料在溫度和濕度等影響下, 會(huì)堵住攪拌裝置的葉輪并使啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大,所以很多變頻器根本就無(wú)法啟動(dòng), 從而會(huì)采用一種額外的“土”辦法:先采用工頻切換后在電網(wǎng)工頻電源啟動(dòng), 再把它切換到變頻器運(yùn)行。攪拌裝置負(fù)載應(yīng)該歸于重載類(lèi), 可以按經(jīng)驗(yàn)高選一檔。
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