低壓變頻器:傳統升級的新機遇-工業電器網
[低壓變頻器:傳統升級的新機遇]:一、行業概況1、變頻器的概念、分類和應用變頻器,即交流電動機變頻調速控制器,是一種電力轉換設備,它將電壓固定、頻率固定的交流電源變換成電壓、頻率可調節的交流電源。變頻器主要由電力變換單元、制動單元、驅...
變頻器,即交流電動機變頻調速控制器,是一種電力轉換設備,它將電壓固定、頻率固定的交流電源變換成電壓、頻率可調節的交流電源。變頻器主要由電力變換單元、制動單元、驅動單元、檢測單元、微處理器單元等組成。工作時,微處理器單元根據系統設置和檢測單元測得的信號輸出驅動脈沖,經過驅動單元放大之后直接控制電力變換單元中IGBT的通斷來調整輸出電源的電壓和頻率,進而達到調節電動機速度的目的(根據交流感應/異步電動機轉速與頻率成正比的特點)。
變頻器根據不同標準有多種的分類方式,如按應用范圍劃分,變頻器可分為通用型變頻器和專用型變頻器;按轉換方式劃分,可分為交-交變頻器和交-直-交變頻器;在交-直-交變頻器中,按直流環節的儲能方式劃分,又可分為電流型和電壓型變頻器;按電壓等級劃分,可分為低壓變頻器、中壓變頻器和高壓變頻器等。
變頻器最主要的功能是連續、無級調節電動機的轉速。因此有以下幾個方面的功效:(1)實現電動機的節能運行。由于電動機的輸出功率與轉速成正比,因此在負載不變的情況下,電動機降速運行后,其輸出功率相應減小,整體能耗也隨之降低,進而實現節能減排目的。(2)實現電動機的軟起動和軟停止,以減小電動機的起動電流、減小電動機對電網容量的需求和對電網的沖擊、避免電動機起停時的機械沖擊等,進而降低前期設備的資金投入、延長電動機及負載設備的壽命、減少設備維修費用。(3)取代直流電動機,滿足各種場合、設備的工藝需求,提高生產效率或改善產品質量。由于矢量控制技術的引入,變頻器實現了媲美直流電動機的快速響應和高精度控制,可取代直流電動機實現各種工藝調速,更節省空間、安裝和使用維修也更方便。另外,變頻器還有很多的應用功能和保護功能,應用功能如:PID調節、抱閘功能、簡易PLC等,使變頻器可應用在吊裝起重、紡織等行業,擴大了變頻器的應用范圍;保護功能如過流、過壓、短路、過載保護等,使變頻器和電機運行更可靠、安全。
目前,變頻器在我國各行業均已得到廣泛應用,如冶金、化工、造紙、機械等行業。具體應用更廣,小型的應用如各行業的鼓風機、輸送機、給料機、攪拌機、研磨機、粉碎機、切紙機、壓延機、擠壓機、閥門、壓縮機、冷卻塔、塑料機械、電梯、各種紡織機械,大型的應用領域如造紙廠的造紙機、模具廠的注塑機、冶金廠軋鋼機,以及化工等行業的大型風機、水泵、起重機、輸油管道等。
相對于工業化國家來說,我國變頻器行業起步較晚,20世紀70年代末到80年代,我國變頻器研制階段才開始,這階段主要是機械部天津電氣傳動所(電壓型)和機械部西安電力電子技術所(電流型)研制開發。20世紀80年代末到90年代末為通用變頻器國外進口階段,最早是日本三墾SVF型和日本富士G5/p5型,接著三菱、安川、東芝、松下、ABB、AB、西門子等相繼進入中國,國內廠家在技術引進的背景下也陸續研制出國產變頻器。進入21世紀,隨著國內電力電子技術和微電子技術的發展,變頻器行業規模迅速擴大,內資品牌逐漸崛起,內資品牌的市場份額也開始逐漸提升。從2006年左右開始,由于智能功率模塊的出現與發展,使得變頻器企業只要做控制部分電路及主電源回路和外殼就可以生產出成熟的產品,國產變頻器出現了百家爭鳴的局面,國產變頻器迅猛發展,涌現出了大批優秀的國產變頻器品牌,內資品牌借助本地化生產、服務網絡以及價格優勢,進一步擴大市場份額。
我國變頻器生產廠家現有300多家,但是實力和規模參差不齊,個別企業仍采用作坊式的生產模式,主要品牌維持在20~30家。近年來,我國變頻器市場一直保持著12%~15%的增長率,截止到2013年全國變頻器市場規模約為285億元,預計變頻器市場需求仍將保持10%以上的增長。變頻器行業前景分析統計,我國變頻器總的潛在市場空間大約為1200億~1800億元。
低壓變頻器為電壓等級低于690V的可調輸出頻率交流電機驅動裝置,最早起步于20世紀50年代末的美國,21世紀以來我國低壓變頻器逐步崛起。根據中自傳媒研究部數據顯示:2006年我國低壓變頻器行業市場規模為92.60億元,2013年我國低壓變頻器行業規模已經達到214.05億元,年復合增長率為12.72%。根據中自傳媒研究部《2013年中國低壓變頻器市場研究報告》,我國低壓變頻器市場增速將繼續維持10%以上,2016年市場總量將超過260億元。