演讲人

演讲人：吴尚安

个人简介：

魏德米勒工业连接器事业部卓越运营首席经理

会议议程

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>>Powerbus直流电源母线

>>客户研发过程中的在线支持

演讲概述

此次研讨会将会为您带来伺服的市场状况以及产品技术分析，以及采用瑞萨电子MPU的中电港高性能EtherCAT伺服驱动解决方案。同时还将讲述瑞萨电子面向工业电机市场推出的高性能RX MCU产品，及相关的电机控制解决方案。依靠RX MCU的高性能、高集成度、成熟的生态系统，配合完整的交钥匙解决方案，帮助客户轻松进行电机应用开发，快速推动产品量产。

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瑞萨电子株式会社 (TSE: 6723) ，提供专业可信的创新嵌入式设计和完整的半导体解决方案，旨在通过使用其产品的数十亿联网智能设备改善人们的工作和生活方式。作为全球领先的微控制器供应商、模拟功率器件和SoC产品的领导者，瑞萨电子为汽车、工业、家居、办公自动化、信息通信技术等各种应用提供综合解决方案，期待与您携手共创无限未来。更多信息，敬请访问：renesas.com。

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中电港是行业领先的元器件产业应用创新平台，依托三十余年行业积累，开放共享、链接产业，提供设计链、元器件分销和协同配套的产业供应链综合服务解决方案。中电港秉持“为客户服务，与伙伴共享”的经营理念，在履行社会责任的同时，努力打造元器件供应链生态圈，助力中国电子信息产业发展。了解更多请访问：https://www.cecport.com/

演讲概述

介绍IO-Link的基础知识及市场前景，以及ST在IO-Link传感器和执行器应用上面的产品器件、方案、和评估工具等。

会议议程

>>视频演讲

>>与演讲人互动问答

>>在线抽奖

演讲人：王忠明

个人简介：

策略市场经理

2018年加入意法半导体工业自动化技术中心，负责工厂自动化和楼宇家居自动化等方面市场推广工作，20年半导体行业工作经验。

演讲人：冯国柱

个人简介：

策略市场经理

现服务于意法半导体工业自动化产业技术中心，主要负责工业自动化，工业机器人及相关工业自动传感系统解决方案的规划与市场推广，在工业自动化及通讯领域有多年的工作经验。

演讲人：柯新宇

个人简介：

策略市场经理

现服务于意法半导体工业自动化产业技术中心，主要负责工业自动化，工业机器人及相关自动化系统解决方案的设计与推广，支持过国内外主要工业自动化客户，有12年半导体行业从业经验。

在“数字化服务领袖高峰对话”环节，自动化企业大咖云集。

今年的活动邀请到：

上海步科自动化股份有限公司董事长 唐咚    

菲尼克斯（中国）投资有限公司总裁 顾建党

西门子（中国）有限公司数字化工业集团副总裁兼华北销售大区总经理 张劲松

美的机电事业群合康新能总经理 宁裕

易盼软件（上海）有限公司EPLAN大中华区副总裁/技术总监 吴爱国

众业达电气股份有限公司常务副总经理陈钿瑞

gongkong®副总裁 费玉静（主持）

大咖们云端对话，深入探讨企业数字化思维如何从认知走向落地，从自我变革走向平台共创，从自动化向数字化、智能化升级发展，以数字化激活企业创新发展动能。

当前，国内制造业用户使用的核心工业软件还不能做到完全自主，给国家和企业发展带来极大不可控风险。那么，企业应该如何走出困局？

在《工业卡脖子软件的困境及破局》主题分享中，易盼软件（上海）有限公司战略市场总监张俊直言，智能制造的产业链深度协同，是工业软件更具有现实意义的发展方向。国内工业软件研发不能梦想弯道超车，要采用直道超车。要采用基于云原生等国外也是刚刚起步的新型基础通用技术，开发东西通和南北通的数据模型。使用基于模型定义的CAX/PLM的新型XLM平台，在行业上形成基于知识工程的容器化应用。同时帮助客户在业务层面与工具层面形成中间层隔断，使企业避免对某国技术的依赖，实现逐步替换以及保证业务可连续性。

在电气设计领域，技术的发展趋势正在由过去的基于客户需求的产品导向，到现在的基于流程优化的价值链导向，向将来的基于数据的数字孪生体导向发展。EPLAN提供从基本应用、标准化/结构化、自动化，到高级自动化、集成化、工程全生命周期优化的工业自动化企业实现数字孪生的有效路径。

“PTC的战略及愿景即在物理和数字的融合中创造更多机会。”PTCIIoT业务转型顾问高谊在《工厂洞察即服务》主题演讲中说，工业企业的物理数字融合之路，就是要利用数字化转型的方式，通过优化产品和服务、业务流程、劳动力三个杠杆来捍卫和提升企业竞争优势。

当今工业软件SaaS化已成为大趋势，为了让处于各个数字化阶段的工业企业快速体验IIoT SaaS的业务价值，PTC推出了可灵活部署的工厂可视化产品。如Factory Insights as a Service以交钥匙的方式在云端交付，帮助用户实现实时生产绩效监控、资产监控和利用、网络化作业单元、数字化和增强型作业指导等高价值数字化转型应用。

本视频的主要内容是给大家介绍—变频器如何选型

  在介绍变频器如何选型之前，先来了解一下负载类型，因为不同的负载类型对变频器会有一些要求。

  首先是风机泵类的平方转矩负载，对于这类负载，考虑使用风机水泵专用的变频器，因为这类专用变频器一般内置二次方模式、节能模式的电机控制类型，这更加利于节能，并且这类变频器还内置一些风机泵类的特殊功能与保护，像施耐德御程系列的ATV600、ATV212系列等。

  对于恒转矩的负载，在低频的时候也需要提供恒转矩，所以这就要求变频器能够有优异的低频转矩输出特性，并且像起重机这样的负载，它还会要求变频器具有较高的瞬时过载能力、还要求变频器有制动单元可以连接制动电阻等等。

  对于这类恒功率的负载，可以看到，低频转矩是很大的，这同样要求变频器有优异的低频转矩输出特性，并且这类负载可能还会要求变频器有一些同步功能、张力控制等功能，还有一些场合中，可能同时是有电机在收卷，有电机在放卷，有的在电动状态，有的在发电状态，需要考虑变频器共直流母线或者能量回馈。

  还有一些时变力矩特性的负载，像离心类负载，它的低频阻转矩很大。

破碎机类负载，运行中瞬时冲击很大，对变频器过载能力有较高的要求。

柱塞泵类负载，它的力矩是震荡的；可以看到这类负载对变频器的低频转矩特性、过载特性都有要求。

  一些特殊的负载与场合，像深水泵，因为压强的原因，属于重载；泥沙泵，因为混杂着泥沙，密度变大，属于重载，类似的还有油泵等因为液体粘稠，也属于重载。还有一些快速变化的音乐喷泉，这个大家应该都见过，瞬间可能就有水柱的猛烈变化，这些负载对变频器的过载能力都有要求。还有高速电机的负载，因为高速电机的电抗小，导致变频器输出高次谐波的增加从而导致输出电流增大。因此对于高速电机的变频器选型，其容量要稍大于普通电机的选型，同时还要核对变频器输出频率能否满足最高转速要求；有些应用场合是高温、高海拔，这个需要考虑变频器的降容问题。高温很好理解，直接影响散热，高海拔地区，空气稀薄同样也影响散热。

  这里只是列了几种情况，实际还会有更多的因素。

  那我们选型的时候，大家一般是根据什么选的呢？

  按照功率选型，这个是最普遍的选型方式。

  因为大多数厂家根据机械的特性要求，首先是计算出电机的功率，这个时候电机和减速机还没有买，减速比还没有定。他可能需要先按照电机功率估选一个变频器的型号，用于预算参考。

  这种情况下，可能只知道负载类型（比如是个水泵，它是个平方转矩负载，没有过载要求）、电机的电压:3相400V，电机功率355KW。

对于：电机电流、电机转速、机械负载实际轴功率、谐波、电机电缆长度、环境条件等等，这些都是未知的。如果按照这些条件，选型是否满足要求，一般只需要比较功率，即变频器的功率大于电机功率即可，比如选择一款功率355KW的变频器，就可以满足要求了。不过这种选型毕竟是最粗略的，如果实际应用只考虑电机功率选型，很容易变频器选小。

  另外一种常见的选型，是按照电机电流选。

  这时候，知道负载类型，是水泵二次方类负载，没有过载要求，这时候电机型号可能确定了，知道了电机额定电压400V，额定功率355KW，额定电流610A，额定转速1490r/min。

对于：机械负载实际轴功率、谐波、电机电缆长度、环境条件等等，这些都是未知的

  可以看到，相比之前只按功率选，多了电机电流的数据，这时候核算变频器是否满足要求的时候，不仅仅需要比较功率，还需要比较变频器的额定电流，比如变频器额定电流是660A，比电机额定电流610A大，那这个选型应该是没什么问题的。

  个别场合因为工艺的变更，造成实际运行电流长期超过电机额定电流，造成变频器过载，这种情况不仅仅需要更换变频器，电机或减速机也需要更换。

根据电机功率或者电机电流选型是最常见的选型方式，相对而言，根据电机电流选型要稳妥一点，但是这些都还是没有考虑过载、实际轴功率、系统动态响应等等其它因素。

实际选型，我们建议要确定以下这些信息：

负载类型：知道了负载类型，我们就知道了它的转矩特性曲线，这时候就会考虑它是否有过载、制动、摩擦、机械效率、动态响应等要求或影响。

还要知道额定功率、额定电压、额定电流等要求，额定电压不能忽略，比如客户是3相220V的电机，不能给它配一个3相380V的变频器。

我们还要考虑是否有一些附加的要求，比如：特定功能要求（像抱闸功能、主从功能、负载平衡功能等等），通讯接口、IO接口、滤波器、电抗器等。

还有一些环境的影响，是否需要考虑降容，防护等级，尺寸等等。

施耐德御程系列产品目录中，列出了变频器额定电压380~480V

额定功率，其中每个型号还标注了轻载和重载的功率，变频器的额定电流，这里列出了变频器的最大连续输出电流和60s的瞬时过载能力。选型的时候，一定要确保最大连续输出电流和瞬时过载电流都能够满足负载的需要，否则变频器的功率就是偏小的。

这些就是变频器的选型要素。

  本视频的主要内容是与大家一起探讨——什么是变频器？变频器为什么能调速？为什么要用变频器；

   什么是变频器？

   变频器是将恒压恒频的交流电转换为变压变频的交流电的装置，以满足交流电动机变频调速的需要；

   施耐德变频器种类丰富，可以覆盖客户的各种应用需求，为客户提供丰富的配置选择。

   变频器为什么能调速？

   在说变频器调速之前，我们先来看看电动机：

   三相鼠笼型异步电机的定子铁芯上嵌有对称的三相绕组，每个绕组在空间上相差120°电角度，绕组可以星型连接也可以三角形连接，鼠笼电机的转子上有均匀分布的导条（一般是铜条或者铝条），两端分别用铜环把它们联接成一个整体，形成一个短路的绕组，因为形状像松鼠笼子，所以叫鼠笼型。

   当三相电流通入对称定子三相绕组时，必然会产生一个转速一定的旋转磁场。这时候转子上的导条被这种旋转磁场切割，转子导条上产生感应电动势，并产生电流，转子电流与磁场相互作用，产生电磁转矩，于是转子就跟随着旋转磁场旋转。

   当三相电流随时间变化经过一个周期T，旋转磁场在空间上相应的转过360°，即电流变化一次，旋转磁场转过一转儿。

   因此，如果电机极对数是1，电流每秒变化f1次（f1就是电源频率），那么旋转磁场每秒转过f1转。所以定子上的旋转磁场转速（也称同步转速）n0=f1/p，其中F1为电源的频率，P为绕组磁场的极对数。

因为我们习惯用r/min来表示电机转速，所以经过单位换算后，同步转速=60f1/p

   在一般情况下，异步电动机的在电动状态下，转速不能达到旋转磁场的同步转速n0，总是略小于n0,这是由于异步电动机转子导条上之所以能受到电磁转矩，关键在于导条与旋转磁场之间存在一种相对运动从而发生电磁感应作用，如果异步电动机的转子转速达到同步转速n0，则旋转磁场与转子导条之间不再有相对运动，因而不可能在导条内产生感应电动势，也就不会产生电磁转矩来拖动机械负载。

   因此，异步电动机的转速n总是略小于旋转磁场转速n0，它是跟随旋转磁场，与“旋转磁场”异步转动，异步电动机由此而命名。

   同步转速n0与电机转速n之间的差值，我们称之为转差，这个转差与同步转速n0之间的比值我们称之为转差率s，用百分比的形式表示

根据这个公式，就可以推导出异步电动机的转速公式n=60f1除以p 再乘上1-s

根据这个公式，通过改变供电电源频率f1就可以改变异步电动机转速，这就是变频调速，是三相异步电动机最主要的调速方式。

   变频可以调速，那么变频器是怎样一个结构来实现变频呢？

   通常使用的变频器是交直交结构的，这种结构的简单示意图(见视频)，它是把交流通过整流桥整流成为直流，然后再按照PWM的原理通过逆变桥IGBT转换为需要的可变频变压的交流给电机，从而实现无级调速。

   通常变频器的整流采用二极管全波整流，整流后的直流电存储在滤波电容里，直流电压一般是进线电压的根号2倍，有的变频器还内置直流电抗器和制动晶体管（例如：施耐德ATV900系列），制动电阻一般是外部选件。逆变部分一般是由6个IGBT和6个二极管组成，最终输出到电机。

   变频器将直流逆变为交流，采用的最普遍的就是PWM脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形（含形状和幅值）。 这种方式保持逆变器的工作频率不变，即载波频率不变，而通过改变 IGBT 的导通时间或截止时间来改变占空比，这样就可以获得一列列幅值相等，脉宽不同的波形。这个幅值就是变频器的直流母线电压。设想将正弦波N等分，看成N个相连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不等。变频器控制IGBT输出矩形脉冲波形，等幅不等宽，中点重合，面积（冲量）相等，宽度按正弦规律变化，实现等效正弦波，最终实现变压变频。

   可以看到，变频器的输出波形并非正弦波，只是面积等效正弦波，所以变频器的输出端只能接电机，不能当成电源接其它用电设备。

   为什么要用变频器？

   前面说了变频器就是变频的装置，所以变频调速是它基本的用途，在需要变频调速的场合就可以考虑变频器；另外，变频器在风机泵类负载的应用中节能效果明显，一般可以达到20%~30%，甚至更高。它还可以减少传动环节的应力，减少电机的电流冲击，提高机械与电机的使用寿命。另外变频器还集成了丰富的应用功能、通讯接口，实现自动化与信息化的融合，助力智能制造。

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视频中包含了Arm、Stand、Wall Mount、Pannel Mount、Rack Mount 五种安装方式。

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