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变频器技术改革创新 国产变频必将迎来"春天"

2013-04-28 13:46:25.900

  不管是哪一种事物,都具有它自己的成长史,而就在这成长中,慢慢地积累,慢慢地变得成熟,变得小巧。变频器就是这样的东西。随着技术领域的不断提高,它自身的晶闸管也得到了一代一代的革新。有人说,新的世界里,拼的是技术,是创新。这没错。但,也要有广阔的市场。国有的晶闸管相对于国外的来说,差距还是较大的,但是,随着国人们不断地创新,差距也就持平,而我们也不用怕,我国本来就是一个巨大的市场,在一定的条件下,还是占有一定的优势的。

  步入20世纪80年代,全球变频器技术变革速度加快,走向成熟的变频产品被广泛应用在国民经济的各个行业领域。随着中国变成世界工厂,制造业的快速发展为变频器产品提供了越来越大的市场空间,然而时至今日,国内变频器市场还可以说是外国人的天下,日系和欧美瓜分了80%的市场份额,但近年来台湾变频品牌也有一些强势表现,国产品牌总体仍处于弱势。

  变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪50年代末,美国通用电气公司推出了电力半导体组件晶闸管(可控硅SCR),给变频技术提供了划时代意义的基础硬件。进入70年代,由于直流电机的调速局限性,交流电机越来越受到人们的青睐。随着市场需求的增长,技术也日益发展和完善。1971 年,美国、德国提出了矢量控制技术,使得变频器的交流调速性能可以和直流调速相媲美。1973年,美国提出了电力电子技术这一新的技术学科,其最大应用领域就是调速传动。1979年,日本采用矢量控制的变频调速系统开始实用化,技术又上了一个新台阶。到了20世纪80年代,由于电力半导体开关器件和微电子技术的进步,变频器性能及可靠性提高,生产成本下降,其应用开始普及。

  几十年间,电力电子器件也从最初的SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管),经过BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管),发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管),器件的更新促使变频器的应用领域更为广泛,市场规模随之迅速扩大。

  但是,国产变频曾经落后国外“10—15年”,近几年的奋起直追下,不仅在技术上有了很大突破,多家国产变频的发展也同国际接轨,具备了相当的企业竞争力。英威腾,易能,安邦信,智光电气等国产变频厂家,凭借价格优势,开始占据越来越多的市场份额,但不可否认真正决定国产变频是否具有竞争力的核心因素还是技术水平。

  品种和规格

  品种和规格往往反应了一个企业所具有的技术实力的高低。纵观目前市场中的主流变频,欧美品牌通过模块化设计,可以做到很宽的功率段.而我国变频器配套产业的实力相对较弱,国产品牌无论在技术、加工制造、工业设计等方面还是在资金实力方面,都与国外品牌存在一定差距。目前,外资品牌在国内变频器市场的占有率约为80%。本土变频器企业主要生产V/F控制产品。对于性能优越、技术含量高的矢量变频器等产品,国内绝大多数企业还没有开发出成熟的产品。虽然个别表现突出的内资品牌如深圳英威腾、成都希望森兰等,已有同类档次较高的变频器产品问世,但与国际巨头相比,其产品的种类、规格还有待进一步充实和丰富。
 外资品牌和本土品牌

  中国市场的吸引力也导致台资、外资的介入,例如西门子、三菱、ABB、台湾普传等。到目前为止,活跃在中国市场的外资品牌约为40 余个。同时涌现出近百家的内资品牌,这些变频器的生产厂商主要集中在沿海开放省市如广东、山东、江苏等地。目前内资品牌中市场份额最大的如深圳英威腾、成都希望森兰、烟台惠丰等企业06年的销售额都突破1亿元。深圳英威腾、成都希望森兰都推出了矢量产品,其中深圳英威腾不但低压矢量产品的功率规格已经比较丰富,还拥有成熟的中压矢量产品,其综合产品线齐全程度逐步接近国际顶级品牌,满足今后各领域的发展需要。

  智能化与网络化

  随着国内对大规模变频装置的需求上升,高档变频产品的开发成功,变频器智能化的开发已经成为当务之急。我们的变频基本性能还没有达到相应的水准,市场还没有发育到这个程度。可喜的是,我们已经看到国内一些变频企业进行了有益的研发实践,一方面消化国外的先进技术,一方面尝试推出自己的变频标准。

  而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,通过高速通讯网络连接的变频器系统可以最大程度上降低系统维护时间、提高生产效率、减少运行成本。另外,通过现场总线模块,不同型号的变频器以同一种编程语言和通讯协议来与不同功率段、不同型号的变频器进行组态,如功率、速度、转矩、电流、设定值等。

  高可靠性(稳定性)

  变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源|稳压器变换为另一频率的电能控制装置。通常情况下采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%)。用工频电源直接起动时,起动电流为6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。

  性能指标

  变频器的性能指标可以从输出功率\电压等级等方面来衡量.变频器可以分为低压(110V,220V,380V等)、中压 (660V/690V,1140V,2300V)和高压(3KV,3.3KV,6KV,6.6KV,10KV等)变频器,高压变频器通常采用IGBT多级串联的技术,而中压变频器和低压变频器不需要,由于这一技术方面明显的分界线,使得业内人士通常把中低压变频器归为一个大类,和高压变频器分开。

  国产变频,市场在扩大、技术在进步、人才在增加,随着国家扶持力度的加大及民营企业投入的增长,国产变频必将迎来自己的“春天”。但是,不要急于高兴。为了让“春天”更加的长久,那就要让技术更上一层,也就是说,不断地超越技术。只有这样,才能保证国产变频立于变频绿林里。让我们感到可喜的是,以智光为代表的国内变频企业正不断增加人力、物力、财力的投入。我想,在未来的几年里,国产变频将会成为世界的变频。

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