智能電機將成為未來主打市場
2020年02月25日
智能電機將成為未來主打市場
工業4.0(Industry4.0)是德國政府《高技術戰略2020》斷定的項目之一，該項目旨在經過利用信息通訊技術和網絡技術，將制造業向智能化轉型，工業4.0已上升為德國的國家戰略。
“工業4.0”分為兩大主題，一是“智能工廠”，重點研討智能化生產體系及進程，以及網絡化分布式生產設備的完成，意味著設備之間能夠彼此溝通，并能在智能聯網的生產流程中獨立運作二是“智能生產”，首要觸及整個企業的生產物流辦理、人機互動以及3D技術在工業生產進程中的運用等。
IHS公司高檔分析師周萬木指出，德國提出工業4.0，美國提出先進制造業國家戰略方案，我國也在推動傳統制造業的轉型與升級，在這樣的大布景下，傳統的電機和電機操控職業也正在發生改變，對電機操控芯片也提出了新的需求。
分析師周萬木認為首要的趨勢包含以下三個方面：
分布式電機操控體系與集成的電機操控產品趨勢
獨自的機械設備中電機的軸數正變得更多，多軸操控越來越多的運用在包裝機械、電子拼裝機械、食物飲料機械，機械手和印刷機械中。為了滿足小批量，定制化和柔性化的加工需求，客戶需求靈敏的調整電機操控的軸數，要求電機操控體系愈加開放，能夠重復編程。
另外，現代工廠的生產線正變得越來越復雜，比方汽車制造，包裝，食物飲料，倉儲物流等產線正在運用成百上千個變頻器、伺服和電機來操控物料活動，這些產線對分布式電機操控體系需求量比較大。曾經的電機操控體系會有個中心電氣操控柜安裝電機驅動器，而分布式電機操控體系可供給一套緊湊的模塊化解決方案，有助于簡化接線、縮短調試時刻和下降對額定機柜空間的需求，更少的線纜銜接也能夠削減攪擾，提高生產線的可靠性，無需運用電氣操控柜使得電機能夠快速銜接到工業以太網。
電機操控體系的分布式同時意味著電機操控產品的集成化，比方電機和電機驅動的集成，電機操控器和PLC的集成，電機操控器和驅動的集成。電機，電機驅動及其操控體系的高度集成化，使得三者的規劃，制造和運轉都嚴密融為一體，與傳統電力傳動體系比較，它們體積更小，分量更輕，功率密度更高。
IHS公司高檔分析師周萬木說到，集成的概念不僅僅停留在電機，電機驅動和電機操控器，還包含整個電機體系的集成。西門子公司正在推行IDS(IntegratedDriveSystem)集成驅動體系包含兩個層面，第一個層面是橫向集成，包含電機操控器，電機驅動，電機和減速機的集成第二個層面是縱向集成，是將電機體系歸入到整個工業操控體系，也叫TIA。
電機操控的集成化趨勢使客戶對電機操控MCU，FPGA和DSP功用的要求越來越高，同時要求半導體芯片廠商也能供給集成的解決方案，在單顆芯片中集成更多的功用，I/O，驅動，操控算法以及工業以太網模塊等。
智能化、網絡化和長途操控趨勢
整個電機操控體系的智能化、網絡化和長途操控將是大勢所趨。電機操控體系不但是變換和傳送能量的裝置，也是傳遞和溝通信息的通道，未來的工業電機體系不僅僅是一個執行機構，同時也會是整個工廠體系的一個有機組成部分和動力運用監控點。IHS公司高檔分析師周萬木舉例說，比方西門子，ABB生產的一些電機，能夠主動的采集和記錄電機內的電壓，電流，溫升，振蕩等狀況改變，并經過以太網將數據實時的送到操控中心，以供對電機的運轉狀況進行檢測和毛病診斷，使操作員不管身在何處均可拜訪參數、狀況和診斷信息，并可進行參數設置。
8位MCU因為價格便宜，功用安穩，運用規模極為廣范，比方信號檢測，LED照明操控，電源變換操控和BLDC電機操控，這些運用中8位MCU就現已足夠。而電機體系主動毛病報警、長途監控和長途診斷調試等需求，將會運用越來越多的功用更多，處理才能更強的MCU、DSP和FPGA。8位MCU在變頻器操控、伺服電機操控、電力與動力監控，越來越多的以太網運用等現代工業環境下遇到了瓶頸。另外，32位MCU價格在進一步的走低，8位MCU和32位MCU的價格差異在縮小，所以未來的電機操控體系會用到越來越多的32位MCU。另外，長途電機溫度檢測、反常震動檢測和電流電壓監測等需求將會為模仿芯片發明更多的商場機會。
電機體系節能趨勢
電機體系節能也是大勢所趨。為提高能效等級，工信部發布了電機能效提高方案完成電機產品升級換代，50%的低壓三相籠型異步電動機產品、40%的高壓電動機產品到達高效電機能效標準規范累計推行高效電機1.7億千瓦，篩選在用低效電機1.6億千瓦，施行電機體系節能技改1億千瓦，施行篩選電機高效再制造2000萬千瓦。
但是僅僅用高效電機替換一般電機對整個電機體系的節能效果提高并不明顯，整個電機體系的節能才是真正的節能。因而，變頻器，伺服，逆變器和專用電機驅動大量用在風機、泵、壓縮機、升降機、電焊機、電動車電機、空調壓縮機、洗衣機電機和冰箱壓縮機中。變頻器是電機體系節能的主力，節能首要表現在風機、泵類的運用上，選用變頻器后，能夠經過下降供電頻率來下降泵或風機的轉速，跟著轉速的下降，功率會快速下降。
同時變頻器一般選用交-直-交變頻供電的方式，溝通異步電機吸收滯后的無功功率，經過變頻器供電，對電網而言，功率因數也有了一定提高，總體上節約了一部分電網輸電進程中損耗的電能。
而變頻器，伺服驅動，逆變器和專用操控器中的IPM模塊，IGBT和MOSFET對節能降耗起到關鍵性效果。客戶對這些功率器材要求也越來越多，比方要求更低的產品成本、更緊湊的封裝尺度、更好的散熱功用，對功率器材的多樣化也提出要求，比方低功耗器材、緊湊規劃的大功率器材、低壓大功率器材、大電流高電壓器材等等。
（來源 今日電機）
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