高压变频器的生产现状

随着现代电力电子技术和计算机控制技术的飞速发展,推动了电力传动的技术革命。交流调速取代DC调速,计算机数字控制取代模拟控制已成为发展趋势。交流电机变频调速是节约电能、改进生产工艺、提高产品质量和改善操作环境的主要手段。变频调速以其高效率、高功率因数、优良的调速和制动性能,被国内外视为最有前途的调速方式。

以往的高压变频器由可控硅整流器、可控硅逆变器等器件组成,缺点多,谐波大,对电网和电机有影响。一些新研制的设备将改变这种状况,如IGBT、IGCT、SGCT等。由它们组成的高压变频器性能优良,可以实现PWM逆变甚至PWM整流。不仅谐波小,而且功率因数大大提高。变频器是一种使电机变速运行以达到节能效果的设备。传统上把额定电压在3kV到10kV之间的电机称为高压电机,所以为运行在3kV到10kV高压环境下的电机开发的变频器一般称为高压变频器。与低压变频器相比,高压变频器适用于大功率风电和水泵变频调速,并能收到显著的节能效果。

随着节能环保需求的不断增加和设备更新换代的加快,我国高压变频器行业呈现出稳步增长的趋势。市场规模从2005年的11亿元增长到2011年的63亿元,年复合增长率为35.4%。在变频器中的占比也从2006年的12.9%上升到2011的22.8%。2012年,随着下游行业变频率的提升,高压变频器市场增速有望达到34.92%。中国高压变频器行业主要有以下经营特点。随着技术研究的进一步发展,国产高压变频器在理论和功能上都可以与进口变频器相媲美。但由于技术的限制,与进口产品的差距依然明显。这些情况主要表现在以下几个方面:

国外各大品牌的产品都在加紧占领国内市场,加快国产化的步伐。

②R&D能力和产业化规模逐年提高。

(3)国产高压变频器的功率越来越大。目前国内最大应用已达20000KW。

④国产高压变频器的技术标准有待规范。

⑤与高压变频器配套的行业很不发达。

⑥生产工艺一般,能满足逆变器产品的技术要求,价格相对较低。

⑦变频器使用的关键功率半导体器件完全依赖进口,并将长期依赖进口。

与发达国家的技术差距正在缩小,拥有自主知识产权的产品正在国民经济中得到应用。

⑨开发了具有瞬时断电恢复和故障恢复功能的变频器。

⑩一些厂家开发了四象限高压变频器。

11矢量控制高压变频器也得到了应用。国外各大品牌变频器厂商已经形成系列产品,其控制系统已经完全数字化。几乎所有产品都有矢量控制功能,技术水平完善也是国外品牌的一大特点。在发达国家,只要有电机,就会同时有逆变器。现阶段其发展主要如下:

(1)技术开发起步早,并具有相当的产业化规模。

②能提供超大功率的变频器已超过10000KW。

③变频调速产品的技术标准比较完备。

④配套产业和变频器相关产业初具规模。

⑤能够生产变频器中的功率器件,如IGBT、IGCT、SGCT等。

⑥高压变频器广泛应用于各行业,取得了显著的经济效益。

⑦产品的国际化和本地化趋势加剧。

⑧新技术、新工艺层出不穷,大量、快速地应用于产品。交流变频调速技术是强弱电和机电一体化的混合技术,既要处理巨大电能的转换(整流和逆变),又要处理信息的采集、转换和传输,所以会分为成功率和控制两部分。前者要解决高压大电流相关的技术问题,后者要解决软硬件控制问题。因此,未来高压变频调速技术也将在这两个方面有所发展,主要表现为:

①高压变频器将向大功率、小型化、轻量化方向发展。

②高压变频器将向两个方向发展:直接器件高压和多重叠加(器件串联和单元串联)。

③高压变频器将采用电压和电流更高的新型功率半导体器件。

④目前,IGBT、IGCT和SGCT仍将占据主要地位,SCR和GTO将退出逆变器市场。

⑤无速度传感器矢量控制、磁链控制和直接转矩控制的应用将趋于成熟。

⑥全面实现数字化和自动化:参数自动设定技术;过程自优化技术;故障自诊断技术。

⑦利用32位MCU、DSP、ASIC等器件实现变频器的高精度和多功能。

相关配套产业向专业化、规模化发展,社会分工会更加明显。随着更多用户对本土高压变频器的认可,本土品牌凭借其良好的性价比优势,正在逐步扩大在中国的市场份额。

品牌:国外品牌大多是综合自动化供应商,具有各种自动化产品的品牌联想效应。这种关联效应也体现在渠道等其他资源的享受上。所以这种“品牌推广”对这个品牌的产品销售有很好的促进作用。而本土品牌在自动化产品结构上相对单一,更多的是“产品推广”的营销策略,因此具有一定的劣势。但随着本土品牌在市场上的逐渐成熟,“产品推广”的营销策略也在向“品牌推广”转变。

此外,国外品牌也实行积极的营销策略,ABB的ACS2000系列可能是为了应对国内企业的风机、泵、压缩机等市场。对于本土品牌来说,在电驱动领域,方矩或者恒功率负载一直是他们进入市场的切入点,也是驱动领域的低端市场。

技术:技术已经不再成为进入这个行业的壁垒,而稳定性和产品性能逐渐成为各个厂商面临的主要技术问题。由于国外品牌拥有相对成熟的产品技术和丰富的行业应用经验,用户对故障率、元器件质量和超高功率产品相对满意。但随着本土品牌的不断发展,这种差距正在逐渐缩小。

价格:毫无疑问,价格优势是本土品牌的巨大优势。这种优势短期内不会改变。这一特点也迎合了金融危机后用户对性价比和降低项目成本的需求。

资金:由于高压变频器单价高,回收期长,资金的充足成为关键竞争力之一,而在这一点上,外资品牌压力较小。本土品牌通过发展,也积累了一定的资金实力,部分国内厂商有充足的资金应对资金流问题,进行产品研发和升级。此外,广州广智、哈尔滨九洲、和康益生等本土品牌相继上市,也说明类似低压变频这样的资本运作在这个行业会更多。国内厂商逐渐度过发展期,开始寻求资本运作,以提升企业的规模效应。

纵观国内外的品牌、技术竞争,营销竞争变得异常激烈,但随着各个品牌所瞄准的目标市场的逐步细化,市场竞争不仅表现在价格上,也表现在品牌竞争上。从制造环节转向前端品牌和R&D设计,后端渠道和服务,也是该领域可行的商业模式。

与此同时,如何提高管理水平,严控成本,优化资金流,引进人才,逐渐成为品牌间竞争的核心内容。这种“软实力”的竞争在未来会更加激烈。

未来,中国高压变频器行业的发展可能会遵循以下四大发展战略:

第一,加强中国变频器行业协会的作用。通过组织召开行业发展研讨会,可以统一行业内企业的认识,避免行业内恶性价格竞争;协调工业企业与政府、社会、上下游客户的关系,积极协助政府落实相关节能降耗政策。

二是以人为本。随着新产品开发和应用的加速,人才的培养和补充成为未来行业快速增长的关键。变频企业在培养和尊重人才的同时,要避免无序竞争,在使用和留住人才方面控制工程网版权,树立行业整体意识。

第三,企业要大力发展和推进产业结构和产品结构的调整,依靠科技进步,努力转变经济增长方式。改进和完善销售服务体系,提高企业整体服务水平。构建战略联盟,细化产业发展,鼓励产业集中向优势企业转移。

第四,大力加强国家和行业标准化工作的发展。据了解,现有的三个与变频调速设备相关的标准都是作为大型传动设备系统出现的,变频调速设备只是作为一个部件。因此,变频调速设备的生产、测试和验收都没有独立的、可执行的标准。对此,组建全国变频调速设备标准化技术委员会的相关材料已上报国家标准委,行业协会今后将逐步启动变频调速设备标准的修订工作,逐步实现变频调速设备通用标准、各行业特性标准、技术标准、产品标准、方法标准相匹配的体系。