当然，要为您的应用程序选择正确的电机，您需要考虑的不仅仅是马力、速度和扭矩。由于电机系统占工业用电需求的70%左右，能源效率一直是一个先决条件，然而，似乎正在达到它的极限。
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阅读过去的报导电机效率的收益． |
通过完整的系统优化进一步推动效率，但提高的卫生，安全性，连接，数据可用性等待也越来越高，......所有将保留这些电机和驱动器的一切 - 以及所有的生产设备，它们都会出乎意料地关闭。
电机和驱动供应商正在为移动中的食品和饮料行业创造产品。“我认为，在自动化和技术方面，这是一个真正落后的行业，”John Parrott说西门子产业我们的美国食品和饮料市场。“现在我们在机器人，数字化项目中看到了一个重要的上升，以及如何远程管理业务。”
寻找新的能源效率
在最近的一项国际推动中，敦促在工业和基础设施中更多地采用高效率电机和驱动器，ABB运动强调指出，尽管在过去十年中效率迅速提高，但当今运行中的大量自动化系统消耗的电力远远超过实际需要。节约能源是最重要的。
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请阅读ABB关于高效电机和驱动器在降低能源消耗方面的重要作用． |
有一个限制可以制作标准感应电机的效率，这就是为什么SEW-Eurodrive其他人已经转移到永久磁铁技术。根据SEW-EURODRIVE的克里斯木，食品和饮料行业账户经理，永磁电动机比标准感应电机更有效。“他们不仅更有效，而且它们也有更高的起始扭矩和更大的速度范围，”他补充道。
在过去的几年里，人们一直在强调通过测试和分类标准来提高电机的能源效率，但最近更重要的是理解整个动力驱动系统如何协同工作以提高效率。
SEW的MOVIGEAR机电驱动系统包括永磁体同步电机，齿轮单元和集成驱动电子设备。该系统不仅通过电机本身的效率提高了效率，而是通过整体系统的能量优化，预期节能高达50％。
通过安装SEW-Eurodrive公司的Movigear机电驱动系统，可口可乐HBC奥地利公司在原有驱动和控制技术的基础上节约了75%的能源。SEW-Eurodrive专注于减少CO2可口可乐HBC奥地利公司使用Movigear系统升级了一条瓶子运输线路(从收缩包装机升级到码垛机)，最终比之前的驱动和控制技术节省了75%的能源消耗。
清理东西
高效、紧凑和卫生的解决方案正日益成为食品和饮料行业的要求，James Chandler说Nord Drivesystems．Nord的新型IE5 +同步电机全部三种提供紧凑，节能的电机，卫生设计。
对于电机和驱动器可能与食品接触的地区，该行业已经看到使用更卫生的设备的趋势。制造商们认识到，标准的电机在食品加工环境中往往无法满足要求。这些电机不能承受高温，高压的清洗方法在这些环境中普遍存在，也不能忍受腐蚀性化学品经常使用。标准的电机和驱动设计也提供了大量的食物收集点，滋生细菌和其他污染物。而普通发动机中使用的风扇会将污染物扩散到更远的地方。
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请听洲际酒店高级项目工程师和设计经理布伦特·库曼的解释通用和逆变负载电动机的区别． |
独立焊接的脚使ABB的食品安全电机更有效和高效地清洗，有助于消除食品收集点。ABB运动几年前，ABB对其NEMA电机所做的一项改变是在电机底部独立焊接脚，使它们能够更有效和高效地清洗。ABB Motion NEMA电机部门全球食品和饮料部门经理Matt Rodebush说:“这有助于消除食品收集点。”他补充说，电机的光滑外形，加上一个可旋转的圆形导管盒，消除了与同类导管盒相同的食物收集点。
封装的绕组是另一个特征。“食品级电机的最大故障之一是凝结或水进入时，”Rodebush说。“我们完全封装了我们的绕组。将绕组浸入溶液中，该溶液密封来自任何水或污染物的绕组。“
neugart.看到更卫生齿轮箱的趋势。“从我们的角度来看，食品安全和非腐蚀性材料是我们在业内客户或合作伙伴获取要求时最重要的要求，”Neugart地区销售经理Daniel Weis说。“我们客户拥有的挑战是找到真正卫生的卫生组件。那里有很多不锈钢产品，但它们不是真正的食品等级。“
Weis注意，采用食品级不锈钢制造，Neugart的HLAE Gearbox设计用于食品，制药和化妆品行业的卫生用途。它是IP69K的评分，这使其适用于蒸汽压力洗涤和工业化学清洁剂。“没有角落，没有任何碎片可以坐在和居住的平坦空间，”他说。“并且壳体电力研磨，使其成为不粘表面。水总是珍珠，没有细菌可以挂在它上面。微生物可以掌握，没有凹痕或制造凹槽。“
van der Graaf.据VDG总裁兼首席执行官亚历克斯·卡纳瑞斯(Alex Kanaris)介绍，该公司已经生产滚筒发动机超过35年了，在过去5年里，它看到了更大的卫生推动。典型的设计有一个方轴，链轮安装在那里，然后电机皮带运行在链轮的顶部。他解释说:“我们发现的问题是，如果链轮之间有蛋白质碎片这样的产品，几乎不可能完全消毒。”
VDG设计了一种具有连续型材的鼓电机，不需要链轮。“好处是你可以更容易地清洁它，并且碎片不会像平方轴那样保持在电机上，”Kanaris说。“需要三分之一的时间来用作传统电机。”
虽然这张照片最初是作为一个笑话
在与大流行相关的口罩要求中，这实际上说明了电动马达的风扇携带微生物到食品加工区域可能发生的卫生问题。van der Graaf.此外，它们不像传统电机那样使用风扇来冷却电机——这在卫生方面很重要，尤其是考虑到COVID-19对细菌传播的担忧。卡纳瑞斯说:“作为一个玩笑，我拍了一张掩盖电机的照片，以防止携带微生物的强制空气流动处理食物。”“现在，我们正在进行一项研究，以了解covid后这个问题有多严重。这是浆液性。而使用鼓式马达就不存在这个问题。”
VDG设置了一个传送带，进行了一个简单的实验，用粘性材料覆盖在一块纸板上，看看电机后面的风扇会传播多少肉桂。卡纳瑞斯说:“肉桂到处都是。”“你想怎么洗就怎么洗。它仍然可以被从发动机中吸出来，送到食物中。”
卡纳瑞斯指出，由于卫生产品的需求如此强劲，VDG计划将其不锈钢生产与多伦多和密歇根的工厂完全分离。他说:“在佛罗里达的某个地方，我们将完全推动食品生产的卫生。”“我们的卫生产品将全部在一个地方生产。”
保持安全
虽然有些人可能会争辩说，安全始终是第1号优先，但推动继续提高食品和饮料业务的安全性。“当我们正在寻找食物时，肯定的最大主题之一是安全 - 不仅是食品安全，而且是与电机和驱动器接触的人的安全性，”罗德布什说。
ABB的蓝牙驱动提供了一种安全措施，使维护工人不必打开面板就可以对系统进行故障排除。ABB Motion驱动器部门美国食品饮料部门经理Jim Neawedde指出:“他们可以查看手机或笔记本电脑上的参数。”“它们可以避开电弧闪光区。”
Rodebush补充说，这也有可能使工人远离其他类型的危险区域，无论是在高处还是难以到达的地方。“他们可以在手机屏幕上看到设备的健康状况，而不必走出去把手放在产品上。”
西门子数字工业和运动控制高级产品经理Craig Nelson表示，同步伺服电机在食品和饮料行业的应用越来越多，这主要是因为它们的安全集成功能超越了安全停车，包括安全有限速度和安全定位。
超级伺服系统
尼尔森也可以从业绩方面来看Servos很重要。“10次，如果您正在寻找一个性能机器，速度非常快，”他说，“你将使用永磁同步电机。”
兰迪Summervill，西门子行业的SIMOTICS运动控制电机的产品营销经理，指向永久磁铁提供非常动态和精确运动的能力。他说，提供安全保证，但也使得能够精确的应用，例如将防篡改密封放在容器上。
“伺服控制肯定会继续增长，”Paul Kling说，包装的市场部门经理日本安川电气美国．尽管食品加工历史上一直使用变频驱动(VFD)技术，但这通常会转向伺服控制，因为伺服控制更精确，拥有更多数据。“每个制造工厂都想要数据。当你使用伺服控制时，你可以从电机和驱动器获得更大的数据，这使它们更具吸引力。”
克林指出，安川的伺服设计在线圈中使用的铜几乎是大多数竞争对手的两倍。“这意味着更大的扭矩。在同样的包装尺寸下，扭矩可能会多出20%。”“它导致更快的吞吐量，每分钟更多的零件，每小时更多的产品;而且通常更精确。”
一名顾客拍摄冻结的烤宽面条套餐才能受益。“我们的电机技术允许它们使用最小的电机来获得他们想要的性能。这减少了龙门的全部质量，以最大化性能，“克隆说。“并且它们由于我们的电机的扭矩密度增加了吞吐量性能。”
伺服系统代替气动
根据电动自动化产品市场管理主任Tim Sharkey的说法，该技术的进步将传统的气动应用推向伺服运动控制，特别是在包装空间中Festo.．“过去，为机器引入伺服驱动，会增加很多复杂性——高级plc，大量的布线、编程、调试，成本是巨大的。加6个伺服轴需要3万美元。”“现在我们正在推出数百美元范围内的产品。它们很容易整合到机器中，控制它，并得到你喜欢的效果。”
Epce紧凑型电动缸，Festo简化动作系列的一部分，为基本端到端运动提供了一种经济的电动解决方案。在该应用中，通过施加温和/甚至刷洗动作，两个杆延伸以粘附到包装上。Festo.伺服技术可以模拟气动功能，同时提供更好的性能，他补充道。“我们现在能够应用伺服驱动器和运动控制，获得更大的重复性、更好的噪音和更大的灵活性。”
Sharkey表示，Festo的简化运动系列是集成驱动器，为简单的运动和定位任务提供了一种电动替代方案，填补了市场因远离气动而产生的空白。
更多的智能，更多的数据
如果食品和饮料生产商之前还没有从他们的电机和驱动系统中寻找更智能的见解，那么疫情无疑已经点燃了他们中的许多人的火焰。Parrott说:“COVID强调的一个重要的制造驱动因素是数字化过程的重要性。”他指出，人们希望拥有先进的维护通知和预测功能。“更重要的是，我们可以将这个过程数字化。我们可以运行离线模拟模型。”
Parrott引用了数字孪生概念，可以帮助评估电机和驱动系统在机器运行模拟，以检查电机的大小，或是否机器的设计实际上需要改变电力或机械。
数字双胞胎可以用来帮助优化生产线，包括电机和驱动器配置。西门子
在一个示例中，改变电机和驱动器配置最终可能会使用数字双胞胎评估其机器配置的制造商进行的快餐芯片的质量。“他们正在运行模拟的生产线，以查看产品的不同变体，”帕罗特说。
Parrott补充说，数字孪生系统还评估提高吞吐量和性能的最佳方法，提供最佳状态以最大化这些参数。它超越了整体设备效能(OEE)的仪表盘。“收集振动、温度、电流和流量等基本数据是一回事，”他说。“但如果你想知道发动机何时出现故障，或者你需要为‘黄金期’进行调整……机器学习就可以派上用场了。”
智能传感器有助于提供预测性维护所需的数据。Neawedde说:“当振动和问题成为实际问题时，它们可以提前察觉到。”“制造商可以避开紧急故障情况，在闲暇时关闭工厂。”
钱德勒说，状态监测已经成为Nord控制产品的重要发展，为预测性维护提供了重要信息。他说:“以前，通过预防性维护，终端用户会四处走动，检查减速器的油位或轴承噪音。”“这类信息仍然是必需的，但自动化的信息检索和电子化的预测性反馈是更可取的。”定期或连续记录驱动和状态数据，以优化设备的运行安全和效率。
食品和饮料制造商以及机器正常运行时间至关重要的任何人。“机器的任何组件的失败会导致昂贵的停机时间，这可以花费数千美元的时间，”Edward汤姆，低压驱动为Yaskawa America的产品经理。“不仅有一个可靠的驱动器很重要，还有一个可以提供可以提供有助于推动通知决策的数据的驱动器也很重要。”
单个来源的论点
尽管任何制造操作都可能有来自各种供应商的组件和系统，但一些供应商认为，这不是创建优化运动系统的最佳方式，他们主张在一个系统中电动机和驱动器协同工作的重要性。
对于它的移动工艺酿酒罐生产线，野鹅罐头公司想要一种解决方案，将变频驱动器直接安装到电机上。Nord Drivesystems
Neawedde补充道:“我们的综合动力系统解决方案是如何进入食品和饮料市场的。”“我们提供的电机/驱动组合是针对客户的需求和特定应用进行优化的。”
组合电机/外壳单元的后盖、电缆压盖入口和轴封密封完整，符合IP69K水泵使用要求。TruTech专业汽车TruTech专业汽车定制的系统，结合电机驱动器和控制的机器。在某种程度上，这意味着实际上要从驱动系统中取出部件，比如变速箱，TruTech认为这是一个故障点。“我们考虑的是一种更高扭矩、低速的装置，无需变速箱。TruTech执行副总裁Karl Meier说。
TruTech总裁泰德•帕斯克万(Ted Paskvan)补充说:“标准的思考过程是:让我们召集那些常见的怀疑对象，然后想出如何拼凑一个系统，让它发挥作用。”“我们着眼于如何最小化组件的数量。我们把它的价格从5000美元降至2000美元，它更可靠，更耐用，寿命更长，活动部件更少。”
克林指出，在制造商经常把零部件拼凑在一起的环境中，协调整个系统可能是一个挑战。为了提供帮助，安川开发了奇异控制，它将伺服系统、vfd和机器人机构的控制统一起来。
安川的Singular Control为多个机器人提供动力，通过单一控制器和单一编程环境实现数十个轴的自动运动。日本安川电气美国
这一点很重要，因为食品和饮料行业安装了更多的机器人。单一控制为多个机器人提供数十个轴的自动化运动的动力，使用单一控制器和单一编程环境。Kling说，前面提到的冷冻千层面码垛操作得益于Singular Control，因为它在龙门应用中有多个运动轴。
