N2-203-H變頻器是臺安科技（無錫）有限公司旗下的品牌變頻器。主要用于三相異步交流電機的變頻調(diào)速和節(jié)能，用于控制和調(diào)節(jié)三相交流異步電機的速度，并以其穩(wěn)定的性能、豐富的組合功能、高性能的矢量控制技術(shù)、低速高轉(zhuǎn)矩輸出、良好的動態(tài)特性及*的過載能力，在變頻器市場占據(jù)著重要的地位。臺安科技（無錫）有限公司是由中國臺灣跨國企業(yè)——東元集團旗下安臺投資（新加坡）私人公司于2000年7月1日在中國大陸成立的外商獨資企業(yè)。臺安科技通過*的生產(chǎn)及檢驗設(shè)備為顧客提供節(jié)能及自動化與驅(qū)動產(chǎn)品，如變頻器、電機軟啟動器、交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)、電機環(huán)保節(jié)能器、節(jié)能與新能源汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)、生產(chǎn)線自動化控制系統(tǒng)等，其核心產(chǎn)品變頻器，廣泛應用于起重、紡織、印染、石油、化工、建筑、建材、橡膠、塑料、包裝、印刷、造紙、食品、飲料、環(huán)保、水處理、機床等行業(yè)。

臺安變頻器： 手機 :葉工

N2-203-H變頻器在自動化這個幾乎由外資品牌統(tǒng)治的領(lǐng)域，臺達作為zui的華人自動化品牌一直在業(yè)界占據(jù)著非常重要的地位。歷經(jīng)20余年的發(fā)展，臺達逐步成長為可與工業(yè)自動化領(lǐng)域傳統(tǒng)*企業(yè)同臺競技的華人力量。近年來，臺達工業(yè)自動化業(yè)務更是成長顯著，不僅產(chǎn)品線愈加完善，也成功朝解決方案供應商方向轉(zhuǎn)變。在臺達的發(fā)展歷程中，有一個人不得不提，那就是現(xiàn)任臺達*副總裁暨機電事業(yè)群總張訓海。可以說，沒有張訓海，就不會有今天自動化領(lǐng)域的臺達。正是在張訓海的堅持和推動下，臺達自動化業(yè)務才一路發(fā)展，從單一的變頻器開始，到運動、控制、驅(qū)動三大系列產(chǎn)品打天下，再到今天集多種產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案于一身的華麗轉(zhuǎn)身。在2016工博會上，中華工控網(wǎng)記者得以與張訓海面對面交流，聽他講述臺達工業(yè)自動化的發(fā)展歷程以及未來的發(fā)展策略。
工業(yè)自動化——市場抉擇的結(jié)果
細細算來，張訓海已經(jīng)在臺達工作35個年頭了。而工業(yè)自動化，正是其一手創(chuàng)立并推動發(fā)展起來的業(yè)務，這也是他一生的事業(yè)。
臺達從上世紀90年代初期開始進*業(yè)自動化領(lǐng)域。在那個時代，張訓海在考察國內(nèi)制造業(yè)市場時發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)的制造業(yè)普遍仍處在十分原始的階段，但許多制造企業(yè)的管理者都已經(jīng)對自動化產(chǎn)生了濃厚的興趣。而當時的自動化市場并非今天這樣百花齊放，外來的自動化品牌不僅少，而且產(chǎn)品價格普遍較高，整個市場的產(chǎn)品十分緊俏，制造企業(yè)找到合適的自動化產(chǎn)品并不容易。正是看到了這個商機，張訓海力主臺達進軍自動化領(lǐng)域，從事自動化產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。而從一開始，臺達就采取了自主研發(fā)的方式，基于其在電力電子領(lǐng)域的積累，從變頻器產(chǎn)品起步，到后來PLC、伺服、HMI、CNC數(shù)控系統(tǒng)，再到基于PC-Based的PAC控制器、傳感器、機器視覺、工業(yè)機器人等全系列自動化產(chǎn)品，臺達鎖定驅(qū)動、運動、控制三大領(lǐng)域，并發(fā)展高速通信、高階控制以及工業(yè)軟件產(chǎn)品，積極在工廠自動化領(lǐng)域發(fā)力。
“選擇事業(yè)時一定要慎重，要看產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可能性。而一旦做出選擇，就要全力以赴地投入。”張訓海告訴記者，他每次進行事業(yè)抉擇的時候都會遵循這個原則。正如在他青年做職業(yè)選擇時，臺達所主營的電子產(chǎn)業(yè)在中國臺灣還尚處萌芽階段，但正是看到了未來廣闊的發(fā)展空間，張訓海才毅然投入到了臺達這個大家庭。
除了在中國大陸蓬勃發(fā)展，臺達工業(yè)自動化業(yè)務也早已經(jīng)開始在展開了布局。目前*已經(jīng)簽約了大約700余家經(jīng)銷商，遍布歐洲、非洲、美洲等地區(qū)，而在亞洲地區(qū)，日本、韓國、泰國、新加坡、馬來西亞、印度均設(shè)有分公司，臺達已經(jīng)實現(xiàn)了部署和運營。
近年來，隨著臺達整體并購策略的加速，臺達機電業(yè)務也在通過并購的策略快速發(fā)展，如不被外界所了解的前些年通過并購而擁有了基于PC-Based的產(chǎn)品系列。張訓海說，臺達機電業(yè)務的并購更加側(cè)重于技術(shù)上的整合，以*公司的產(chǎn)品空白為主，力爭讓產(chǎn)品線更加完善。
此外，臺達每年也會在教育方面進行多種投入，除了與大學合作共建自動化實驗室外，從2014年開始舉辦的“臺達杯”高校自動化設(shè)計大賽也逐漸成為一項面向高校自動化專業(yè)在校生的年度重要賽事。而在更早以前，臺達與清華、浙大、西安交大等一些國內(nèi)*的大學合作，培育電力電子相關(guān)領(lǐng)域的*人才。此外，記者了解到，臺達在中國臺灣與島內(nèi)三所*的科技大學合作，用MOOCS的形式推動自動化及相關(guān)學科的教育教學發(fā)展，除了學校授課之外，還對外開放，而在未來合適的時候也會推廣到大陸的高校。
張訓海表示，隨著工業(yè)4.0的推行，以機器人為代表的一大批具備柔性特征的自動化產(chǎn)品的未來需求已經(jīng)顯現(xiàn)，而臺達也在近年推出了多款工業(yè)機器人產(chǎn)品，以適應新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求。“未來自動化的發(fā)展，更要站在產(chǎn)業(yè)高度上，從行業(yè)需求的角度去尋找發(fā)展的方向和動力，同時企業(yè)更需要建立起自己真正的核心力量。”
貼合產(chǎn)業(yè)升級需求 打造未來核心競爭力
在今年春季的臺達自動化產(chǎn)品策略媒體交流會上，臺達一口氣推出了包括擁有高效能CPU，可應用于電子制造、食品包裝、紡織設(shè)備中擔任智能制造控制大腦的高階泛用型控制器AS300系列；具有優(yōu)異驅(qū)動性能，體積縮小達40%，為“變頻器中的小巨人”的高效型/標準型精巧矢量控制變頻器MH300系列/MS300系列；作為智能制造的眼睛，支持彩色檢測，具有更高速精準算法的機器視覺系統(tǒng)DMV2000系列等，具備智能管理、環(huán)保節(jié)能、可視化、彈性化等優(yōu)勢的自動化新品和智能制造解決方案，助力實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，為實體經(jīng)濟培育競爭新優(yōu)勢。
本屆工博會上，臺達也展出了自有的機器人工作站解決方案，充分展現(xiàn)了臺達機器人工作站在未來無人化工廠的多角度應用。臺達的機器人工作站解決方案，有效整合了自主研發(fā)的機器人驅(qū)控一體機、機器視覺、伺服驅(qū)動器、伺服馬達等工業(yè)自動化產(chǎn)品，并可根據(jù)客戶的實際需求，提供量身定制的彈性化解決方案。在展會現(xiàn)場，臺達的多款工業(yè)機器人產(chǎn)品和解決方案也進行了動態(tài)展示。
我們了解到，臺達每年都會有新產(chǎn)品或解決方案推出，這也幾乎已經(jīng)成為臺達日常的一個尋常舉動。能夠有這樣的發(fā)展，則是臺達對用戶需求和產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢的精準把握的體現(xiàn)。張訓海認為，隨著《中國制造2025》以及工業(yè)4.0的推行，制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級已經(jīng)進入到了關(guān)鍵時期。而自動化則是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、改進生產(chǎn)模式的基礎(chǔ)，是工業(yè)4.0發(fā)展*的重要因素。在這個產(chǎn)業(yè)升級過程中，自動化要幫助制造企業(yè)去實現(xiàn)高速、高精、高度整合的生產(chǎn)系統(tǒng)。與此同時，自動化的發(fā)展也必須要與制造業(yè)的發(fā)展緊密貼合起來，且只有符合升級需要的自動化才能獲得真正的機遇。
“這并非是一蹴而就的，而是一個漸進的過程。”張訓海表示，要實現(xiàn)《中國制造2025》和工業(yè)4.0，制造企業(yè)需要從改善生產(chǎn)系統(tǒng)的狀況開始，不僅要讓生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)高、精、尖，而且要高度整合，實現(xiàn)設(shè)備的網(wǎng)絡化、數(shù)字化、智能化，然后才能夠連接到企業(yè)的ERP、MES等管理層，進而才能與云端相連。——而要實現(xiàn)這些，自動化是*的基礎(chǔ)。

變頻器變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機的變速運行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需要一個進行轉(zhuǎn)矩計算的CPU以及一些相應的電路。變頻調(diào)速是通過改變電機定子繞組供電的頻率來達到調(diào)速的目的。 
變頻技術(shù)是應交流電機無級調(diào)速的需要而誕生的。20世紀60年代以后，電力電子器件經(jīng)歷了SCR(晶閘管)、GTO(門極可關(guān)斷晶閘管)、BJT(雙極型功率晶體管)、MOSFET(金屬氧化物場效應管)、SIT(靜電感應晶體管)、SITH(靜電感應晶閘管)、MGT(MOS控制晶體管)、MCT(MOS控制晶閘管)、IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、HVIGBT(耐高壓絕緣柵雙極型晶閘管)的發(fā)展過程，器件的更新促進了電力電子變換技術(shù)的不斷發(fā)展。20世紀70年開始，脈寬調(diào)制變壓變頻(PWM－VVVF)調(diào)速研究引起了人們的高度重視。20世紀80年代，作為變頻技術(shù)核心的PWM模式優(yōu)化問題吸引著人們的濃厚興趣，并得出諸多優(yōu)化模式，其中以鞍形波PWM模式效果zui。20世紀80年代后半期開始，美、日、德、英等發(fā)達國家的VVVF變頻器已投入市場并獲得了廣泛應用。 
變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關(guān)方式分類，可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器；按照工作原理分類，可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等；按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。 
VVVF：改變電壓、改變頻率 CVCF：恒電壓、恒頻率。各國使用的交流供電電源，無論是用于家庭還是用于工廠，其電壓和頻率均為400V/50Hz或200V/60Hz(50Hz)，等等。通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電(DC)。 
用于電機控制的變頻器，既可以改變電壓，又可以改變頻率。 
變頻器的工作原理 
我們知道，交流電動機的同步轉(zhuǎn)速表達式位：  
n＝60 f(1－s)/p (1)  
式中  
n———異步電動機的轉(zhuǎn)速； 
f———異步電動機的頻率； 
s———電動機轉(zhuǎn)差率；  
p———電動機極對數(shù)。 
由式(1)可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動機的轉(zhuǎn)速，當頻率f在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時，電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。 
變頻器控制方式 
低壓通用變頻輸出電壓為380～650V，輸出功率為0.75～400kW，工作頻率為0～400Hz，它的主電路都采用交—直—交電路。其控制方式經(jīng)歷了以下四代。
1U/f=C的正弦脈寬調(diào)制(SPWM)控制方式 
其特點是控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，機械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域得到廣泛應用。但是，這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出zui大轉(zhuǎn)矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會隨負載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應慢、電機轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。 
2電壓空間矢量(SVPWM)控制方式 
它是以三相波形整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場軌跡為目的，一次生成三相調(diào)制波形，以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進行控制的。經(jīng)實踐使用后又有所改進，即引入頻率補償，能消除速度控制的誤差；通過反饋估算磁鏈幅值，消除低速時定子電阻的影響；將輸出電壓、電流閉環(huán)，以提高動態(tài)的精度和穩(wěn)定度。但控制電路環(huán)節(jié)較多，且沒有引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，所以系統(tǒng)性能沒有得到*。 
矢量控制(VC)方式 
矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的直流電流Im1、It1(Im1相當于直流電動機的勵磁電流；It1相當于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流)，然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經(jīng)過相應的坐標反變換，實現(xiàn)對異步電動機的控制。其實質(zhì)是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度，磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量，經(jīng)坐標變換，實現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。然而在實際應用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準確觀測，系統(tǒng)特性受電動機參數(shù)的影響較大，且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復雜，使得實際的控制效果難以達到理想分析的結(jié)果。 
直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)方式 
1985年，德國魯爾大學的DePenbrock教授*提出了直接轉(zhuǎn)矩控制變頻技術(shù)。該技術(shù)在很大程度上解決了上述矢量控制的不足，并以新穎的控制思想、簡潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。目前，該技術(shù)已成功地應用在電力機車牽引的大功率交流傳動上。 直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標系下分析交流電動機的數(shù)學模型，控制電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。它不需要將交流電動機等效為直流電動機，因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復雜計算；它不需要模仿直流電動機的控制，也不需要為解耦而簡化交流電動機的數(shù)學模型。 
矩陣式交—交控制方式 
VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大，直流電路需要大的儲能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng)，即不能進行四象限運行。為此，矩陣式交—交變頻應運而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價格貴的電解電容。它能實現(xiàn)功率因數(shù)為l，輸入電流為正弦且能四象限運行，系統(tǒng)的功率密度大。該技術(shù)目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學者深入研究。其實質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來實現(xiàn)的。具體方法是： 
——控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測器，實現(xiàn)無速度傳感器方式；
——自動識別(ID)依靠精確的電機數(shù)學模型，對電機參數(shù)自動識別；  
——算出實際值對應定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實際的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進行實時控制；  
——實現(xiàn)Band—Band控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的Band—Band控制產(chǎn)生PWM信號，對逆變器開關(guān)狀態(tài)進行控制。