MAZAK 03-81581-02

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台达自动化方案的高价值

     众所周知，电子行业设备的工艺有高速低负载、定位精度等要求，而台达为用户提供的各种系1统解决方案，完全满足了用户的要求，如：

1、 轴卡+旋转伺服+机械传动产品

      由于电子设备加工的工艺材料很微小，因此很多采用机器视觉(图像卡+CCD+镜头)的方案进行检测盒校正，加上总线型运动控制卡的上位控制器，系统的扫描世家可以达到1ms, 通讯速度达到10M,   再加上度的机械传动机构(定位精度可达1um~5um),  这完全可以满足客户的需求。

2、轴卡+直线马达+精密反馈

      由于直线马达采用类似磁悬浮列车原理的无间隙传动的技术，满载状态下加速度可以高达10g-15g的等级，并且推力可到10000N，可以满足电子产业更的客户应用。

3、独立式PLC+旋转伺服+机械传动产品

      对于速度和精度要求不高的设备机种，这方案可以十分适合地满足客户的应用需求，性价比很高。

      电子制造业是国民经济支柱性产业，台达通过多年在该行业的精心耕耘，已建立了坚实基础，未来几年，随着台达工业产品与技术的不断成熟与创新，台达将进入该行业深入拓展期，继续将为行业客户提供的产品及可靠解决解决方案。

      此外，台达将继续发展和扩大在电子制造业的市场拓展，继续开发多个战略合作伙伴，也会加强和行业的企业进行技术方面的合作，利用自身在运动控制上的强项，与客户共同开发项目，持续以用户为导向，根据市场需求进行整合，为用户提供可靠的整合解决方案及服务，进一步协助企业提升核心竞争力。目前，中国电力行业亟待解决的问题是发展智能电网、坚强电网和节能降耗。由于风力、火力发电及电网供电保证发/供电的电力品质，为此对于绿色电力、节能降耗有更高的标准和要求，同时对于智能电网的需求会越来越高。

      台达作为的电力电子专家，积累40余年经验，为电力行业提供的APF/SVG/AFE的整体解决方案，是绿色电力、坚强电网的有力保证，是节能降耗产品的排头兵。

台达应用在电力行业的产品及工艺主要有如下三大类：

      1） 有源滤波器APF： 应用在火力发电的电除尘系统、输煤系统的变频电源、空压机变频电源、空冷塔变频电源等工艺上，用来治理整流和变频电源带来的谐波干扰和危害问题。

      2） 有源无功补偿器SVG：应用在火力发电的厂用电的无功补偿，用来支撑厂用电系统电压，提升厂用电功率因数，降低线损；应用于风电场的快速无功补偿，用来稳定风电上网电压和频率，提升上网电力品质。

      3） 有源前端AFE：应用在火电厂的卸船机的电控系统，替代传统的刹车单元，实现能量回馈应用，提升电力品质，电控系统谐波干扰和危害。AFE产品可以完全替代能量回馈产品，典型工况节电率＞20%，同时可以显著改善电力品质和负载功率因数。

       其中，台1达针对火力发电厂的厂用电母线采用SVG产品进行动态补偿及电压支撑，对卸船机电控系统的AFE改造，针对电除尘整流器谐波治理APF的应用，均为行业类的创新技术方案。

      针对电力行业稳定运行的问题，台达APF/SVG/AFE系列产品不但可以有效保障电力行业稳定运行，也可以通过MODBUS/MODBUSTCP/DEVICENET/PROFIBUS/CANOPEN等方式实现遥信、遥测和遥控监控负载所有电能质量参数及控制APF/SVG/AFE系列产品运行。

     近期，台达APF/SVG/AFE系列产品应用于国内某大型火电厂电除尘车间、空压站、总配电系统，效果显著。该厂自用电典型的电能质量产品配置方案，以单台厂高变为例，如下表：

      能源短缺是性的问题，电力行业节能减排势在必行。电力品质除了谐波、无功、三相不平衡、闪变等问题外，电压暂降也是一个日益重要的电能质量问题，目前只有极个别的进口厂商掌握该项技术。台达正在着手该产品的研发，采用DVR装置可以有效解决电压暂降问题，相信通过APF/SVG/DVR等系列产品的综合解决方案，必将有力提升电力品质，为绿色电力保驾护航!目前，大多数通讯模块电源都采用图1中的架构。交流电源经过输进滤波之后，进行功率因数校正电路，将输进的交流电流转变成直流电源。再经过一级DC-DC变换，转换到所需要的输出直流电压（48V或者是24V）

图1  通讯电源架构

   在这种架构中主要的进行功率变换的是功率因数校正电路及DC-DC变换电路。其中三相功率因数校正的拓扑与控制方式很多。其按输进电感电流的状态可分为两种：一种是电流连续模式（CCM）[1][2]，另一种是电流断续模式（DCM）[3][4][5]。DCM模式电流峰值高，输进电流畸变较大，不太适用于性能要求高的场合。

  三相CCM通讯模块电源目前业界较多采用的拓扑为三相三开关三电平拓扑（如VIENNA拓扑等），本文主要讲述了如何采用JCE传感器来实现三相三开关三电平拓扑的控制。

二、三相三开关三电平信号检测

   通过对三相三开关三电平控制研究发现[4][5]，目前要实现三相三开关三电平拓扑控制，至少需要检测5个量，如图2所示。即三个输进电流信号及两个输出电压信号。

图2  三相三开关三电平控制实现简图

三、输进电流信号检测的实现

   通常在单相PFC中，输进电流信号检测有两种实现方式：1、电阻检测，如图3所示；2、电流传感变压器检测，如图4所示。

电阻检测在三相PFC中很难实现，且由于三相PFC一般功率较大，也不适于用电阻检测输进电流。而采用电流传感变压器来进行检测，由于三相PFC本身线路拓扑复杂，再加进电流传感变压器来进行检测，其PCB走线就比较繁杂，且轻易受到干扰。针对以上两种电流检测方式的缺点，一般三相PFC的电流检测方式都采用霍尔电感传感器来实现，而在传感器领域中JCE系列的产品，性价比相当不错。这儿就简单介绍一下JCE电流传感器如何实现三相PFC输进电流检测。

   设一三相6kW通讯电源模块，输进相电压范围165Vac～275Vac，其输进电流的RMS为14A左右。通过查阅JCE公司产品资料，可知JCE25-TSRP适合。其额定大电流RMS值为25A，精度为±0.2%。其内部框图如图6所示。

图6  JCE25-TSRP的内部框图

  则要实现电流检测，需要在+脚接一个5V的电压，0脚与控制地相连。这里TSRP的ref脚采用内部参考电压，即接一个>220kΩ的电阻到控制地。其线路如图7所示。在发电领域，铜通常作为将电从一个地方传输到另一个地方的管道，比如发电厂的热交换器。目前的研究则正在尝试使铜在光伏发电系统里发挥价值。

今年6月，纽约州能源研究和发展管理局（NYSERDA）奖励了88.7万美金给Intrinsiq材料公司－－一家致力于研究纳米级可印刷电子油墨的开发商，以帮助该公司将铜应用在太阳电池上的研究并将其商业化。

Intrinsiq材料公司的工厂位于英国的法恩伯勒和纽约州的罗切斯特，在研发纳米基铜油墨配方，用于电子印刷和光伏组件等方面。该公司的铜喷墨和铜浆丝网印刷是专门设计的，通过激光或宽带闪光技术在空气和室温条件下固化光子。Intrinsiq公司宣称其在某些基底上，其铜基材料的电导率堪与商业银油墨媲美。公司还有其他正在研发的产品，包括镍基和硅基的油墨。

该公司继承了英国国防部针对电路板和其他应用的可印刷铜油墨的研究。Intrinsiq公司已经在罗切斯特成立新的独立总部，在众多应用中寻求发展半导体和光伏产业的技术。

目前这家美国公司有8名员工，但由于这项研究的进行，有望再创造25个新职位。

纽约州能源研究和发展管理局奖励条款规定：如果产品研发成功，Intrinsiq公司就要返还补贴。Intrinsiq公司也从私人投资者处获得了相应的资金。9月份，Intrinsiq材料公司从卡尤加创业基金获得了410万美元，继续其纳米级导电油墨技术的研究、发展和商业化。

在联邦政府和州政府的援助基金帮助下，罗切斯特也在纽约州立大学的纳米科学与工程学院设立了“光伏制造和科技发展基金”，目的就是使纽约州成为发展光伏制造业的中心，而铜基材料则可以成为重要并且与众不同的角色。

寻找银的替代品在太阳电池制造业中，常见的导电材料就是银了，其价格约为铜的70倍有余。据纽约州能源研究和发展管理局介绍，Intrinsiq公司的技术有潜力可显著降低光伏制造成本，从而降低消费者的太阳能发电成本。

“每次在行业会议上聊起各家光伏企业时，似乎大多数都用的是银浆，这是相当高成本的，”Intrinsiq材料公司副总裁兼COOSujathaRamanujan说到。“铜的导电性非常好且价格更低廉。所以我们看看为什么大家使用银，如果看看光伏产业就会发现问题－－铜的效果不好。在标准配方中，铜易被氧化，会降低导电性。而我们的油墨新颖之处就是它导电率高且可沉积。在这个过程中，我们规避了光伏金属化中大的风险。”

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