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西門子變頻器以其強大的品牌效應，打破了以前日本品牌變頻器在中國市場上的壟斷地位，據有關專業市場調研構的統計，西門子的高低壓變頻器在中國市場上已***一。
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西門子變頻器以其強大的品牌效應，打破了以前日本品牌變頻器在中國市場上的壟斷地位，據有關專業市場調研機構的統計，西門子的高低壓變頻器在中國市場上已***一。西門子變頻器在中國市場的使用早是在鋼鐵行業，西門子變頻器（圖1）然而在當時電機調速還是以直流調速為主，變頻器的應用還是一個新興的市場，但隨著電子元器件的不斷發展以及控制理論的不斷成熟，變頻調速已逐步取代了直流調速，成為驅動產品的主流，西門子變頻器因其強大的品牌效應在這巨大的中國市場中取得了**規模的發展，西門子在中國變頻器市場的成功發展應該說是西門子品牌與技術的完美結合。在中國市場上我們能碰到的早期的西門子變頻器主要有電流源的SIMOVERT A,以及電壓源的SIMOVERT P，這些變頻器也主要由于設備的引進而一起進入了中國的市場，目前仍有少量的使用，而其后在中國市場大量銷售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西門子變頻器為成功的一個系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我們常說的6SE70系列。它不僅提供了通用場合使用的AC變頻器，也提供了在造紙，化纖等特殊行業要求使用的多電機傳動的直流母線方案。當然西門子也推出了在我個人看來技術上比較失敗然而在市場上卻相當成功的ECO變頻器，在技術上的失敗主要是由于它有太高的故障率，市場上的成功主要是因為它追趕了富士變頻器成為中國市場的品牌。現在西門子在中國市場上的主要機型就是MM420，MM440.6SE70系列。變頻器的設定參數多，每個參數均有一定的選擇范圍，西門子變頻器（圖2）使用中常常遇到因個別參數設置不當，導致變頻器不能正常工作的現象。控制方式：即速度控制、轉距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據控制精度，需要進行靜態或動態辨識。低運行頻率：即電機運行的小轉速，電機在低轉速下運行時，其散熱性能很差，電機長時間運行在低轉速下，會導致電機燒毀。而且低速時，其電纜中的電流也會增大，也會導致電纜發熱。高運行頻率：一般的變頻器大頻率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高頻率將使電機高速運轉，這對普通電機來說，其軸承不能長時間的**額定轉速運行，電機的轉子是否能承受這樣的離心力。載波頻率：載波頻率設置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長度，電機發熱，電纜發熱變頻器發熱等因素是密切相關的。電機參數：變頻器在參數中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、大頻率，這些參數可以從電機銘牌中直接得到。跳頻：在某個頻率點上，有可能會發生共振現象，特別在整個裝置比較高時；在控制壓縮機時，要避免壓縮機的喘振點。變頻器控制方式的選擇由負荷的力矩特性所決定，電動機的機械負載轉矩特性根據下列關系式決定：p= t n/ 9550式中：p——電動機功率(kw)t——轉矩(n. m)n——轉速(r/ min)轉矩t與轉速n的關系根據負載種類大體可分為3種[2]。(1)即使速度變化轉矩也不大變化的恒轉矩負載，此類負載如傳送帶、起重機、擠壓機、壓縮機等。(2)隨著轉速的降低，轉矩按轉速的平方減小的負載。此類負載如風機、各種液體泵等。(3)轉速越高，轉矩越小的恒功率負載。此類負載如軋機、機床主軸、卷取機等。變頻器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有線性v/f控制、拋物線特性v/f控制。將變頻器參數p1300設為0，變頻器工作于線性v/f控制方式，將使調速時的磁通與勵磁電流基本不變。適用于工作轉速不在低頻段的一般恒轉矩調速對象。將p1300設為2，變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式，這種方式適用于風機、水泵類負載。這類負載的軸功率n近似地與轉速n的3次方成正比。其轉矩m近似地與轉速n的平方成正比。對于這種負載，如果變頻器的v/f特性是線性關系，則低速時電機的許用轉矩遠大于負載轉矩，從而造成功率因數和效率的嚴重下降。為了適應這種負載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關系減小，從而減小電機的磁通和勵磁電流，使功率因數保持在適當的范圍內。可以進一步通過設置參數使v/f控制曲線適合負載特性。將p1312在0至250之間設置合適的值，具有起動提升功能。將低頻時的輸出電壓相對于線性的v/f曲線作適當的提高以補償在低頻時定子電阻引起的壓降導致電機轉矩減小的問題。適用于大起動轉矩的調速對象。變頻器v/f控制方式驅動電機時，在某些頻率段，電機的電流、轉速會發生振蕩，嚴重時系統無法運行，甚至在加速過程中出現過電流保護，使得電機不能正常啟動，在電機輕載或轉矩慣量較小時更為嚴重?？梢愿鶕到y出現振蕩的頻率點，在v/f曲線上設置跳轉點及跳轉頻帶寬度，當電機加速時可以自動跳過這些頻率段，**系統能夠正常運行。從p1091至p1094可以設定4個不同的跳轉點，設置p1101確定跳轉頻帶寬度。有些負載在特定的頻率下需要電機提供特定的轉矩，用可編程的v/f控制對應設置變頻器參數即可得到所需控制曲線。設置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f特性頻率座標，對應的p1321、p1323、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標。參數p1300設置為20，變頻器工作于矢量控制。這種控制相對完善，調速范圍寬，低速范圍起動力矩高，精度高達0.01%，響應很快，高精度調速都采用svpwm矢量控制方式。參數p1300設置為22，變頻器工作于矢量轉矩控制。這種控制方式是目前**上**的控制方式，其他方式是模擬直流電動機的參數，進行保角變換而進行調節控制的，矢量轉矩控制是直接取交流電動機參數進行控制，控制簡單，精確度高。操作人員必須熟悉西門子變頻器的基本工作原理、功能特點，西門子變頻器（圖3）具有電工操作常識。在對變頻器日常維護之前，必須**設備總電源全部切斷；并且在變頻器顯示完全消失的3-30分鐘（根據變頻器的功率）后再進行。應注意檢查電網電壓，改善變頻器、電機及線路的周邊環境，定期清除變頻器內部灰塵，通過加強設備管理大限度地降低變頻器的故障率。1、冷卻風扇變頻器的功率模塊是發熱嚴重的器件，其連續工作所產生的熱量必須要及時排出，一般風扇的壽命大約為20kh～40kh。按變頻器連續運行折算為3～5年就要更換一次風扇，避免因散熱不良引發故障。2、濾波電容中間電路濾波電容：又稱電解電容，該電容的作用：濾除整流后的電壓紋波，還在整流與逆變器之間起去耦作用，以消除相互干擾，還為電動機提供必要的無功功率，要承受較大的脈沖電流，所以使用壽命短，因其要在工作中儲能，所以必須長期通電，它連續工作產生的熱量加上變頻器本身產生的熱量都會加速其電解液的干涸，直接影響其容量的大小。正常情況下電容的使用壽命為5年。建議每年定期檢查電容容量一次，一般其容量減少20%以上應更換。3、防腐劑的使用因一些公司的生產特性，各電氣mcc室的腐蝕氣體濃度過大，致使很多電氣設備因腐蝕損壞（包括變頻器）。為了解決以上問題可安裝一套空調系統，用正壓新鮮風來改善環境條件。為減少腐蝕性氣體對電路板上元器件的腐蝕，還可要求變頻器生產廠家對線路板進行防腐加工，維修后也要噴涂防腐劑，有效地降低了變頻器的故障率，提高了使用效率。4、給變頻器除塵：變頻器根據使用環境的不同，應定期檢查散熱通道、及電路板中有無積累灰塵，一般每半年清理一次，至少也要一年清理一次，以確保變頻器散熱良好，使其避免因散熱不良而引發故障。在保養的同時要仔細檢查變頻器，定期送電，帶電機工作在2hz 的低頻約10分鐘，以確保變頻器工作正常。
由于西門子變頻器在中國市場的一個龐大的銷售量，在使用中必然會碰到許多問題，以下就西門子變頻器的一些常見故障在這里說明：西門子變頻器應該是進入中國市場較早的一個品牌，西門子變頻器（圖4）所以有些老的產品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用戶在使用。對于MICRO MASTER系列變頻器常見的故障就是通電無顯示，該系列變頻器的開關電源采用了一塊UC2842芯片作為波形發生器，該芯片的損壞會導致開關電源無法工作，從而也無法正常顯示，此外該芯片的工作電源不正常也會使得開關電源無法正常工作。對于MIDI MASTER系列變頻器較常見的故障主要有驅動電路的損壞，以及IGBT模塊的損壞，MIDI MASTER的驅動電路是由一對對管去驅動IGBT模塊的，而這對管也是容易損壞的元器件，損壞原因常由于IGBT模塊的損壞，而導致高壓大電流竄入驅動回路，導致驅動電路的元器件損壞。對于6SE70系列變頻器，由于質量較好，故障率明顯降低，經常會碰到的故障現象有（直流電壓低），由于是直接通過電阻降壓來取得采樣信號，所以故障F008的出現主要是由于采樣電阻的損壞而導致的。此外，還會碰到F025、F026、F027關于輸入相缺失的報警，故障原因一是由于6SE70系列本身帶有輸入相檢測功能，輸入檢測電路的損壞會導致輸入缺相報警，如排除此故障原因，報警信號還不能消除，那故障很有可能就是CU板的損壞了。此外F011（過電流）故障也是一個常見的故障，電流傳感器的損壞是引起此故障的原因之一，此外，在維修中經常會碰到驅動電路和開關電源上的一些貼片的濾波電容的損壞也會引起F011報警，要特別注意由于這種原因而引起的故障報警。對于ECO的變頻器，碰到多的就是電源板的燒壞以及功率模塊的損壞，引起的原因也主要是由于強電側（功率模塊）與弱電側（驅動電路）沒有隔離電路，導致強電進入了控制電路，引起驅動電路及開關電源大面積燒壞，此外預充電回路損壞也是常見故障（30KW以上），由于限流回路設計在交流輸入側，只要有三相交流電源任意一路送電時有時序上的**前和滯后，都有可能引起自身一路或其余兩路充電時電流過大，而使得限流電阻和切入繼電器燒毀。F231故障也是ECO變頻器的一種常見故障，引起原因就是因為采樣電阻的損壞。西門子變頻器故障分析及處理方法：一般來說，當遇到西門子變頻器故障時，再上電之前首先要用萬用表檢查一下整流橋和IGBT模塊有沒有燒，線路板上有沒有明顯燒損的痕跡。具體方法是：用萬用表（好是用模擬表）的電阻1K檔，黑表棒接變頻器的直流端(-)較，用紅表棒分別測量變頻器的三相輸入端和三相輸出端的電阻，其阻值應該在5K-10K之間，三相阻值要一樣，輸出端的阻值比輸入端略小一些，并且沒有充放電現象。然后，反過來將紅表棒接變頻器的直流端(+)較，黑表棒分別測量變頻器三相輸入端和三相輸出端的電阻，其阻值應該在5K-10K之間，三相阻值要一樣，輸出端的阻值比輸入端略小一些，并且沒有充放電現象。否則，說明模塊損壞。這時候不能盲目上電，特別是整流橋損壞或線路板上有明顯的燒損痕跡的情況下尤其禁止上電，以免造成更大的損失。如果以上測量西門子變頻器故障結果表明模塊基本沒問題，可以上電觀察。1、上電后面板顯示[F231]或[F002](MM3變頻器)，這種故障一般有兩種可能。常見的是由于電源驅動板有問題，也有少部分是因為主控板造成的，可以先換一塊主控板試一試，否則問題肯定在電源驅動板部分了。2、上電后面板無顯示(MM4變頻器)，面板下的指示燈[綠燈不亮，黃燈快閃]，這種現象說明整流和開關電源工作基本正常，問題出在開關電源的某一路不正常(整流二極管擊穿或開路，可以用萬用表測量開關電源的幾路整流二極管，很容易發現問題。換一個相應的整流二極管問題就解決了。這種問題一般是二極管的耐壓偏低，電源脈動沖擊造成的。3、有時顯示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4)，敲擊機殼或動一動面板和主板時而能正常，一般屬于接插件的問題，檢查一下各部位接插件。也發現有個別機器是因為線路板上的阻容元件質量問題或焊接不良所致。4、上電后顯示[-----](MM4)，一般是主控板問題。多數情況下換一塊主控板問題就解決了，一般是因為外圍控制線路有強電干擾造成主控板某些元件（如帖片電容、電阻等）損壞所至，或與主控板散熱不好也有一定的關系。但也有個別問題出在電源板上。5、上電后顯示正常，一運行即顯示過流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空載也一樣，一般這種現象說明IGBT模塊損壞或驅動板有問題，需更換IGBT模塊并仔細檢查驅動部分后才能再次上電，不然可能因為驅動板的問題造成IGBT模塊再次損壞！這種問題的出現，一般是因為變頻器多次過載或電源電壓波動較大(特別是偏低)使得變頻器脈動電流過大主控板CPU來不及反映并采取保護措施所造成的。總結以上，大的原器件如IGBT功率模塊出問題的比例倒是不多，因為一些低端的簡單原器件問題和裝配問題引發的故障比例較多，如果有圖紙和零件，這些問題便不難解決而且費用不高，否則解決這些問題還是不容易的。簡單的辦法就是換整塊的線路板！西門子公司不同類型的變頻器，用戶可以根據自己的實際工藝要求和運用場合選擇不同類型的變頻器。在選擇變頻器時因注意以下幾點注意事頊：1、根據負載特性選擇變頻器，如負載為恒轉矩負載需選擇西門子mmv/mdv、mm420/mm440變頻器，如負載為風機、泵類負載應選擇西門子430變頻器。2、選擇變頻器時應以實際電動機電流值作為變頻器選擇的依據，電動機的額定功率只能作為參考。另外，應充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波，會使電動機的功率因數和效率變差。因此，用變頻器給電動機供電與用工頻電網供電相比較，電動機的電流會增加10%而溫升會增加20%左右。所以在選擇電動機和變頻器時應考慮到這種情況，適當留有余量，以防止溫升過高，影響電動機的使用壽命。3、變頻器若要長電纜運行時，此時應該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠。所以變頻器應放大一、兩擋選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。4、當變頻器用于控制并聯的幾臺電動機時，一定要考慮變頻器到電動機的電纜的長度總和在變頻器的容許范圍內。如果**過規定值，要放大兩擋來選擇變頻器，另外在此種情況下，變頻器的控制方式只能為v/f控制方式，并且變頻器無法實現電動機的過流、過載保護，此時，需在每臺電動機側加熔斷器來實現保護。5、對于一些特殊的應用場合，如高環境溫度、高開關頻率、高海拔等，此時會引起變頻器的降容，變頻器需放大一擋選擇。6、使用變頻器控制高速電動機時，由于高速電動機的電抗小，會產生較多的高次諧波。而這些高次諧波會使變頻器的輸出電流值增加。因此，選擇用于高速電動機的變頻器時，應比普通電動機的變頻器稍大一些。7、變頻器用于變較電動機時，應充分注意選擇變頻器的容量，使其大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外，在運行中進行較數轉換時，應先停止電動機工作，否則，會造成電動機空轉,惡劣時會造成變頻器損壞。8、驅動防爆電動機時，變頻器沒有防爆構造，應將變頻器設置在危險場所之外。9、使用變頻器驅動齒輪減速電動機時，使用范圍受到齒輪轉動部分潤滑方式的制約。潤滑油潤滑時，在低速范圍內沒有限制；在**過額定轉速以上的高速范圍內，有可能發生潤滑油用光的危險。因此，不要**過高轉速容許值。10、變頻器驅動繞線轉子異步電動機時，大多是利用已有的電動機。繞線電動機與普通的鼠籠電動機相比，繞線電動機繞組的阻抗小。因此，容易發生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現象，所以應選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線電動機多用于飛輪力矩gd2較大的場合，在設定加減速時間時應多注意。
但在這兩年間，*感受到了一個變化：“2015年以前，為了表明自己產品的高品質，電機廠商對外宣傳時都常說‘我們這里面的零件都是原裝進口的’。但慢慢的，中國制造、國產替代，包括中興事件，都在促使行業發生一些變化，現在再去做推廣，更多的廠商的態度是‘我們可以測試一下’，因此萬分感謝客戶給我們‘中國芯’一個登場的機會?！?
兩年間，市場的變化倒逼國內電機芯片產業的變化，因此，凌鷗創芯的機會也越來越大。但*堅持，真正的競爭的仍會回歸到產品質量和服務質量。“無論是工作溫度、EMC性能指標、MCU運算性能還是片上模擬電路部分的功能，相對行業競爭對手，我們都有一定程度的優化和提升。盯死‘產品質量’這個一目標，至少從十年的尺度思考產品質量問題。”
圖 |工業用BLDC電機
幾日前，筆者在百度上搜索電機控制芯片廠商時，發現已有人將凌鷗創芯列為優選廠家之一。獲得這樣的成績，無疑要歸功于那一列列參數下展現的**性能。
但*認為，想要滲透進市場之中，除了性能，高性價比也十分關鍵。而作為國產芯片的代表之一，凌鷗創芯將此優勢做到較致。
“我們預計今年賣出1千萬顆。與老牌廠商相比，我們的優勢就在于凌鷗具有整體方案解決能力，這樣解決了客戶硬件成本的同時，亦從軟件層面為客戶省下了一筆錢。”
·觀察市場變化，迅速做出反饋
關于市場的變化，有數據統計分析，2017年微電機應用較多的依舊是信息行業，占微電機使用量的29%；家用電器次之，占26%；武器、航空、農業、輕紡、醫療、包裝等應用領域占20%；汽車領域占13%；視像處理占7%；工業控制及其他占5%。未來隨著傳統應用領域市場逐漸飽和，需求放緩，小微電機的主要增長動力將來自新能源汽車、可穿戴設備、機器人、無人機、智能家居等新興領域。
而隨著市場的增長，尤其是新能源汽車的普及，電機的能耗問題將會被提上日程。目前，我國電機的能耗占據了工業能耗的60%以上，一直也是國家的心病之一。
所以對于芯片設計企業來說，怎樣在提升性能的基礎上提高能源轉換效率，這一問題變得尤為迫切。因而，從長遠發展的角度來看，設計出高性能芯片，并通過算法設計來提高能源轉換率和使用體驗，無疑將更具長久的競爭力。
最后
*認為，因公司成立不久，需要做的事情和需要開發的芯片還有很多：“市場對電機控制器的性能要求和功能要求越來越高，很多客戶不具備那么高開發能力，凌鷗的使命就是降低市場準入門檻，將陸續推出高性能MCU、HVIC、Angle Sensor以及電機控制軟件平臺等產品。將以更高性能、更高集成度、更高性價比、更好的服務去迎接市場機遇?！?
一、2017-2018年**PLM市場發展動態
根據CIMdata的研究統計，2017年，**PLM市場總體增長為7.3%，達到436億美元；其中，cPDm市場增長2.9%，達到150億美元，軟件增長放緩，服務增長加快；工具市場增長7.7%，達到278億美元，EDA市場**總體工具市場增長；數字化制造市場增長6.2%，達到7.618億美元。
圖1 2017年**PLM市場投資情況
在CIMdata對2017年**PLM市場發展動態的解讀中：盡管過去一年**經濟不夠穩定，但企業仍然持續對PLM技術進行投資，PLM市場仍保持穩固增長。
圖2 2017年PLM細分市場投資分布圖
整個2017年，**PLM市場發生了135起并購，PLM廠商希望通過并購擴大他們的產品線，這將成為平臺化趨勢中的重要一部分。更重要的是，差異化的并購策略彰顯了PLM廠商對專注技術和能力的不斷擴展和深入，2017年主要的并購包括：達索系統并購了Outscale（云技術公司）、Exa(流體仿真解決方案)、No Magic（基于模型的系統工程）三家公司；甲骨文并購了三家，其中包括Aconex(AEC協同解決方案)；西門子并購了五家，其中包括Mentor Graphics、TASS(汽車仿真)、Infolytica(電磁仿真)、Solido Design Automation(半導體設計軟件)； Altair并購了MODELIS(物聯網/軟件)、Carriots(物聯網技術)；ANSYS 并購了CEI(可視化與后處理軟件)、3DSIM(增材制造解決方案)；?？怂箍挡①徚宋寮夜?，包括 MSC Software、Luciad (5D可視化和分析解決方案)、Kronion (三維數據管理)等；施耐德電氣收購了AVEVA和IGE+XAO(ECAD)；對于歐特克和PTC來說，2017年是它們并購歷程中相對平淡的一年。
圖3 2017年各地區PLM投資分布圖
在2017年的cPDm市場中，服務收入占58.9%，這主要由獨立的服務提供商帶動。對于cPDm整體解決方案提供商而言，2017年軟件收入占比67.2%，服務收入占比32.8%，而2016年的服務收入占比為34.1%。服務收入比例降低的主要原因有：PLM解決方案提供商將開發的產品、軟件包進行捆綁銷售，減少了相應的服務；基于云的應用對服務的需求減少；服務的本質發生變化——相對于IT安裝與集成，企業更需要高級的PLM相關技能。
圖4 2017年cPDm市場投資區域分布圖
2017年，許多IT趨勢正在發生融合，改變了商業模式，影響了廠商市場表現，譬如新的許可證模式，改變了部分廠商獲得營收的時間表和現金流；另一方面，云技術正在改變IT資源的購買和維護方式；移動應用也正在改變企業管理和工作模式。
剛剛過去的2017年，CIMdata聯合歐特克、達索系統、甲骨文、PTC、西門子PLM等公司進行了云PLM的投資趨勢研究，調研結果顯示：有相當大比例的調研對象表示自己所在企業計劃在未來一年內將在云PLM上進行投入。
CIMdata在剖析整個PLM產業未來趨勢和挑戰時指出，包括循環經濟及工程材料、基于模型的系統工程、數字孿生（Digital Twin）正在持續影響PLM的發展。未來幾年PLM市場幾大顯著發展趨勢是：訂閱模式對PLM市場產生的影響剛剛開始；PLM主要廠商正在試圖凸顯差異化競爭；仿真分析、系統工程等領域將會持續增長；服務收入在cPDm市場的占比逐漸降低。
