近年来变频器的应用及市场动向（二）

来源：塑胶五金网发布时间：2007-12-16 11:40:45点击率：

        2.1 OEM化变频器升级换代
    对于异步电机的控制方式而言，普通工频启动相对成本更省，而变频器的花费则会更高、体积会更大，所以在很多自动化机械设备中，变频器采用率并不是很高，机械商也不是很积极地安装变频器，尽管变频器有这样或那样的好处。通用型变频器经过数十年的发展，OEM化变频器在2004年已经取得了关键性突破，并进行升级换代。
    SEW公司的OEM化产品Movitrac LT 以SEW为例，其在2004年10月墨尔本自动化展会上展出了其的OEM化产品Movitrac LT(如图1)，是对原先的Movitrac的进一步升级，非常适合OEM配套使用在风机、水泵、机床工具和传送带上。由于采用先进工艺的功率模块，其采用书架式的体积将更小。为了OEM商使用，其接线方式如同接触器一般，安装方式则更加简单，运行调整则以基本的14个参数为前提。
    该款变频器具有更加强大的软件功能(新增帮助卡)、更加安静的噪音设计(开关频率可达32kHz)、更加合理的散热设计(接近冷盘功能)、更加友好的环保功能(内置RFI滤波器)。
    2.2 变频器的网络功能增强
    数字化网络功能在2004年变频器国际展会上都是重头戏，包括AB公司的PF系列变频器，都提供了网络接入方案，如的PowerFlex 4变频器具有内置的RS485通讯能力，可以用在多种网络联接中使用，同时PowerFlex 4变频器可以通过装有DriveExplorerTM或DriveExecutiveTM软件的微机进行编程和控制。
    作为执行机构，变频器的网络化配置主要基于3个层面:设备层、控制层和信息层。可以配接基本的RS232/RS485串行通讯协议、PROFI等的现场总线协议以及INTE局域网协议。
    在网络化日益普及的今天，与普通的点对点硬线连接方式而言，通过高速通讯连接的变频器系统可以上降低系统维护时间、提高生产效率、减少运行成本。目前安装的现场总线模块有Profi DP、Inter、Devic、CAN Open和 Mod P等。用户可以有更大的自由根据生产过程来选择PLC型号和品牌，并非常简单地集成到现有地网络中去。而且通过现场总线模块，可以不考虑变频器的型号，而以同一种编程语言和程序结构来与不同功率段、不同型号地变频器进行组构，如功率、速度、转矩、电流、设定值等。
    2.3 矩阵变频器的出现
    大家都知道，由于矩阵式交-交变频省去了中间直流环节,，能实现功率因数为l，且能四象限运行，系统的功率密度大，因此矩阵变频器一直成为国际大公司的研发对象。
    在2004年4月份的汉诺威国际展览会上，安川展示了即将生产的矩阵变频器的原型，并表示公司计划在明年启动销售策略，同时已经在日本市场上现场测试和运行了好几台矩阵变频器。在安川矩阵变频器中有9个开关，每一个都有2个IGBT双向开关组成，能允许正向电压和负相电压通到电机上。IGBT数量的增加是导致矩阵变频器造价昂贵的其中一个因素。矩阵变频器使用了三相电压输入来控制输出电压，这就不仅能吸收任何电流杂波，也能提供清洁的输出电压，也就是说“可以有效地进行输入电源电流控制与输出电压控制”。这也是矩阵变频器吸引人们的一个重要点:能大大降低输入电流谐波的产生，只有传统交-直-交变频器的20％左右。而且矩阵变频器的电流几乎是正弦波，即使在带载情况下，也是如此。当有再生发电时，电流能以180°转换并反馈到电网中，而且也是以正弦波方式。在再生制动方式的工作中，矩阵变频器不需要制动电阻或特殊的变换器。反馈回的电亦无需额外的设备(如变压器等)进行处理。总之，传动能在四象限高效率运行。
    安川公司起初的计划是将新的矩阵变频器主要用到能够发挥其长处和优点的场合中，如它的处理再生能量功能，在起重、电梯、离心机和其他需要连续电动又连续制动发电的场合。当然，它也可以装在那些需要制动，但又没有空间安装制动电阻或者安装电阻会引起意外事故的地方，如酒精厂、化工厂等。另外一个非常有潜力的地方，就是需要有低谐波的应用场合。如在轮船上，就能允许安装更小的发电机组。在一些隔离系统中能降低设备的体积，而省去了类似12脉冲变频器系统中的额外变压器。在安川的计划中，矩阵变频器将逐步覆盖400V的5.5~22kW，直至75kW，当然也有200V级的5.5~45kW变频器。至于价格策略目前尚未公布，但基本上为目前通用功率段传统变频器的2倍左右。
    3  变频器不同功率段的市场期望差异
    国外传动调查机构drivemag从2003年底到2004年底跨越整年度的问卷表明:变频器的传动功率在大功率段是个卖方市场。此次问卷的读者覆盖全球各大洲的40多个国家，涉及的品牌多达55个，制造商分布在北美、欧洲、日本和亚洲新兴地区，行业遍及重工、轻工、市政公用等，问卷的主体是从事商务、操作和设计人员。
    100%的买主都坦言他们购买中低功率段的变频器，同时所有的供应商都能提供相应功率段的变频器。而在中高功率段(如超过10HP，即7.5kW)，大部分买主都认为其数量要少得多，供应商则基本都能提供用户所需求的功率段变频器。
    然而，更多的供应商(厂商)更把目光放在中高功率段或更高的功率范围内，而买主(用户)则相对关注少一点。事实上，随着功率的增加，用户不需要更高功率的电机来运作，所以也同样不需要相应的高功率变频器。但是一旦有采用高功率段变频器的用户，厂商就会非常关心，因为高功率段变频器的产值更高。
    在问及今后变频器的市场走向时，许多变频器厂商相信，基于三个因素，在重工业采用高功率变频器将会增速:
    (1) 高功率段的变频器价格相对低廉，平均每HP或每kW的价格大大低于中低功率段变频器的价格;
    (2) 高功率段的技术可靠性要大大高于小功率段，由于在制造成本和设计空间上没有象小功率段那么苛刻，所以其故障率大大低于小功率段变频器;
    (3) 高功率段的电机所需的变频器产品相对比较标准，应用场合即使复杂，其控制思路还是大大简化。
    假如未来高功率变频器市场如预期的那么乐观，将来会有越来越多的厂商介入其中，一些原先只做如75kW级中功率变频器的厂商会把功率段放高到280kW甚至400kW以上。随着大量厂商加入，高功率变频器价格将会下滑，用户对厂商的产品供应链、服务环节就会更加严格。
    在高功率市场增长的同时, 其相应的集成项目和成套产业也会大幅度增长, 将会大量涵盖到不仅包括离心风机和水泵在内的其他高功率电机场合，如搅拌机、压缩机等。
    4  变频器服务市场的进一步超值
    近权威的市场调查发现:用户将花费在变频器服务上的费用更多, 其服务内容包括施工、设计、配置、集成和在线支持, 而花费在变频器产品本身的费用比重将大幅度降低。据估计2004年北美市场变频器产品的销售额在10亿美元左右, 而变频器服务市场的销售额将至少有18亿美元左右。
    然而，相对于终用户而言，变频器的服务价值与产品价值之间的关系并不一定一成不变，甚至差别很大。比如，在成熟的工业应用中，一般的标准传动就能基本符合用户的要求，同时用户经验丰富，此时变频器的服务费用也许就只有产品费用的20％，甚至更低。但是在应用工况复杂、传动的计算机控制程度高、工厂信息化要求与执行电机挂钩的情况下，这时候用户花费在变频器系统设计、集成等上的服务费用将大大超过产品本身的价值，甚至可以达到6~8倍左右。比如在造纸生产线、冶金等行业。
    经调查中也发现，变频器服务市场的产值分布来看:传动制造商只获得其中25％的份额，余下的75％将由集成商(占44％)、商业承销商(7％)、工业承销商(7％)、OEM客户和其他(17％)分摊。
    就变频器服务市场的发展趋势来看, 大致有以下可能:
    (1) 相对于变频器产品技术和价格压力而言，变频器服务市场的技术要求会更高，价格压力也将更重;
    (2) 系统集成商和承销商只有具备更灵活的机制、更简洁的企业架构才能在激烈的变频器服务市场分得一杯羹;
    (3) 尽管变频器产品技术将朝着更先进的方向发展，其产品价值也将飞升，但并不意味着变频器服务市场的蛋糕会少起来。

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