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变频器行业分析
发布时间 2020/7/3 16:15:23      作者 河南明宇机电设备有限公司      来源 www.hnmyjd.com      浏览


引言

当今变频器产业得到飞速发展,变频器产品的产业化规模日趋壮大。交流变频器自20世纪60年代左右问世,到20世纪80年代在主要工业化国家已广泛使用,而从20世纪90年代以来,随着人们节能环保意识的加强,变频器的应用越来越普及。

目前我国电机的总装机容量已达4亿KW,年耗电量占全国用电量的近60%,但我国电机驱动系统的能源利用率却非常低,基本上要比国外平均水平低20%,电机驱动系统能效比国外低20%左右,因此节能潜力巨大,变频器市场将是一个蓬勃发展的市场。

二、五彩缤纷的变频器市场

相对与工业化国家来说,我国变频器行业起步比较晚,到20世纪90年代初,国内企业才开始认识变频器的作用,并开始尝试使用,国外的变频器产品正式涌入中国市场。最先进入的是日本厂家,1986年我国传统电机厂开始引进日本的变频设计和制造技术,1988年日本三垦公司的第一台低压变频器进入中国,较早进入的还有东芝、三菱等。此外进入国内的变频器多为大功率晶体管为逆变元件的产品,属于变频器的第二代产品。

随后进入中国的有日本的其他厂家及其他国家的产品。例如:日本的富士、日立、安川、明电舍、春日;德国的西门子、伦茨;法国的施奈德;芬兰的ABB,丹麦的丹佛斯等等。近三四年内又有英国的欧陆、CT;德国的科比;芬兰的威肯;日本的松下、欧姆龙;美国的A-B、通用和摩托托尼;韩国的三星、LG;意大利的安塞尔多、西威等等。这些国外品牌厂家千方百计寻求本地化生产,扩大销售,先后西门子在天津、富士在江苏无锡、三垦在江苏江阴、ABB在北京、东芝在辽宁辽阳、安川在上海、艾默生在深圳、施奈德在苏州、三菱在大连等设厂,生产部分系列品牌的变频器。

我国变频器总的潜在市场应为1200~1800亿元,其中常压变频器约占市场份额的60%左右,中、高压变频器需求数量相对较少,但由于单台变频器功率大、售价高,应占市场的40%左右。

变频器作为一种新兴的高技术产品,从一开始国外品牌就占据了绝大部分市场,但是国内变频器的研制和生产也在艰难中向前发展。到1996年我国的变频器生产厂家已超过50家。1996年底到97年初,国家四部委对全国所有的变频器生产厂家进行调研,最后推荐了29个厂家生产的33种规格的变频器(引进国外2家、北京5家、江苏7家、山东3家、天津2家、江西、;广东、江苏的耐特、康毫、山东的惠丰、陕西西普、成都佳灵、北京比来恩等)。近年来上述厂家有些发展了,有的转产了。同时也出现了一些有规模的变频器生产厂家,如深圳的华为、成都的佳灵、烟台的惠丰;近几年国内企业在产品开发方面有了一定起色,但还没能真正改变国外品牌占据支配地位的格局。

日本公司进入中国较早,对中国市场进行了深入调查和研究,有针对性地推出了适合我国国情的产品,目前市场占有率最高,达40%以上;欧美公司进来晚,但产品档次高、容量大、价格也贵,占市场份额30%左右,还有10%的市场份额被台湾产品占领,台湾较早的品牌有普传、台达;新近发展起来的有三基、东元、利佳、台安、宁茂等品牌,其中有部分品牌在中国多座城市建厂。知道变频器的人都知道普传变频器,从1993年开始进入中国大陆到处建厂,后来经营不善,效益不佳。

全国目前有60~90家从事生产变频器(包括国外品牌在国内建厂),主要集中在东部沿海地区,但大多数国内厂家没有形成气候。成都佳灵、山东惠丰是国产品牌生产比较早的厂家。目前国内品牌比较活跃的还有成都森兰、北京先行、北京的东方凯奇、北京利德华福、北京天宠、北京时代、深圳康沃、安邦信等,另外还有广东的爱德利、烁普、中大博立等,上海的东达、神源、格立特;浙江有海利、台州有富凌等。

从产品容量上来看,220kW以上的变频器还是由西门子、A-B、通用、罗宾康和ABB等垄断,而中小容量的变频器50%为日本占领,如富士、安川、三垦、日立、东芝、三菱和松下等所垄断。国产品牌大多集中在75kW以下,另外北京利德华福、北京天宠、成都森兰、佳灵、北京东方凯奇、北京先行、合康亿盛、上海科祺等品牌企业都是以生产6~10kV高压变频器为主。

三、变频器行业发展特点

相对与国际上先进的变频器调速技术,我国变频器生产技术的落后表现在多个方面,首先在变频技术研究方面投入的人力物力不集中,没有形成市场竞争力,这是落后的根本。其次是配套产业以及工艺加工设备落后,难以适应变频器生产的发展。国内变频器行业发展的特点为:

(1) 生产厂家增多,发展速度较快,尤其是沿海开放城市,国外知名厂家也纷纷来华投资建厂,以降低成本,抢占市场。

(2)国内变频器技术的理论不比国外差多少,但变频器的开发和生产上,远不如发达国家。国产变频器的档次较低,主要是低压小容量产品,而对于功能先进、高电压、大容量变频器,国内还处于研制阶段,少见成熟产品。

(3)与国外大公司相比,国产企业进入电气传动领域时间短,无拳头产品,无成套电气设备。

(4)国内变频器整机技术落后,国内虽然很多单位投入了一定人力、物力,但由于力量分散,没有形成一定的技术优势与规模。

(5)变频器有3~5年的产品成熟期,质量是否可靠,性能是否稳定,有待实践检验。

(6)国产变频器多数是仿制,缺少创新内容。在品质上目前还无法与国外品牌竞争。

(7)为了弥补以上不足,许多变频器厂家,避开通用变频器的生产,专注于生产专业变频器,例如:供水专用、电梯专用、中央空调专用、机床专用等变频器,这些变频器也占据了一定的市场份额,其发展前景不可小视。

四、变频器的工业设计

面对如此巨大的市场潜力以及国外产品的巨大市场占有率,国内变频器生产厂家应把变频器的工业设计提上日程。目前国内变频器企业对工业设计的认识:(1)国内变频器企业还未充分认识到工业设计的对变频器产品和企业的重大意义;(2)国内企业领导人普遍存在无工业设计的观念和认识;(3)尚无人研究如何将工业设计的原理用于变频器产品的开发和管理实践过程。

变频器是一种工业产品,用户并不直接关心它采用了何种先进技术,他们购买的实质是按功能支付金额。他们更关心他的价格是否能承受、功能是否实用、使用是否方便等。由于变频器功能和使用复杂,用户普遍反应操作使用困难,如何提高变频器的易用性、改善人机界面的友好度是摆在厂家面前的一个难题。

国内变频器产品都集中与低端市场,不少企业家已经看到国产品正逐渐丧失成本方面的优势,一些日本品牌变频器售价已经低于国产产品。重视工业设计是一个非常有效的措施。

下面是变频器产品的一些设计原理:

五、变频器发展趋势

(1)高性能化

目前基本上所有的变频器都提供矢量控制方式,并出现了大量不同层次的控制结构及算法,适应不同的市场定位与需求。值得关注的是无速度传感器矢量控制(SVC)在近几年发展较快,由于SVC能够提供低成本、高性能的解决方案,已经成为通用变频器中的事实标准和发展方向。

(2)易用性不断提高

多家厂商提供的变频器在结构上考虑到现场安装的要求,同时在软件上加入起动设置工具,通过引导客户简化调试过程。

(3) 功率机构模块化

模块化的功率结构设计为不同系列及功率段产品提供了一致性,利于产品可靠性的提高,为工厂选型、安装、调试、维护带来了方便,有效降低了运行维护成本。

(4)智能化

一是通过提供客户化的驱动编程能力来提高变频器的智能化程度,满足不同应用现场的客户化需求,这实际上是将PLC的部分功能融入变频器中。

二是通过通讯来与外部智能化设备(如PLC)接口来提高变频器的智能化程度。目前知名厂商的变频器都具备网络联结能力,并支持多种协议。

(5)高功率密度

由于新功率器件以及热设计技术的进步,目前的变频器越来越紧凑,体积越来越小,功率密度越来越高,但在温升等关键技术指标上并未下降。

(6)减小EMI/RFI谐波影响

目前变频器中内置AC电抗器和扼流圈已经非常普遍,这些对减小EMI/RFI谐波的影响都起了重要作用。

六、结束语

未来的变频驱动产品将朝着高性能、智能化、易使用、低干扰等方向发展,变频器将不再是单纯的整流逆变装置,而是成为自动化过程中重要的处理单元,变频器的应用领域将不断扩展。

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