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高壓變頻器的生產現狀

隨著現代電力電子技術和計算機控制技術的飛速發展,推動了電力傳動的技術革命。交流調速取代DC調速,計算機數字控制取代模擬控制已成為發展趨勢。交流電機變頻調速是節約電能、改進生產工藝、提高產品質量和改善操作環境的主要手段。變頻調速以其高效率、高功率因數、優良的調速和制動性能,被國內外視為最有前途的調速方式。

以往的高壓變頻器由可控矽整流器、可控矽逆變器等器件組成,缺點多,諧波大,對電網和電機有影響。壹些新研制的設備將改變這種狀況,如IGBT、IGCT、SGCT等。由它們組成的高壓變頻器性能優良,可以實現PWM逆變甚至PWM整流。不僅諧波小,而且功率因數大大提高。變頻器是壹種使電機變速運行以達到節能效果的設備。傳統上把額定電壓在3kV到10kV之間的電機稱為高壓電機,所以為運行在3kV到10kV高壓環境下的電機開發的變頻器壹般稱為高壓變頻器。與低壓變頻器相比,高壓變頻器適用於大功率風電和水泵變頻調速,並能收到顯著的節能效果。

隨著節能環保需求的不斷增加和設備更新換代的加快,我國高壓變頻器行業呈現出穩步增長的趨勢。市場規模從2005年的11億元增長到2011年的63億元,年復合增長率為35.4%。在變頻器中的占比也從2006年的12.9%上升到2011的22.8%。2012年,隨著下遊行業變頻率的提升,高壓變頻器市場增速有望達到34.92%。中國高壓變頻器行業主要有以下經營特點。隨著技術研究的進壹步發展,國產高壓變頻器在理論和功能上都可以與進口變頻器相媲美。但由於技術的限制,與進口產品的差距依然明顯。這些情況主要表現在以下幾個方面:

國外各大品牌的產品都在加緊占領國內市場,加快國產化的步伐。

②R&D能力和產業化規模逐年提高。

(3)國產高壓變頻器的功率越來越大。目前國內最大應用已達20000KW。

④國產高壓變頻器的技術標準有待規範。

⑤與高壓變頻器配套的行業很不發達。

⑥生產工藝壹般,能滿足逆變器產品的技術要求,價格相對較低。

⑦變頻器使用的關鍵功率半導體器件完全依賴進口,並將長期依賴進口。

與發達國家的技術差距正在縮小,擁有自主知識產權的產品正在國民經濟中得到應用。

⑨開發了具有瞬時斷電恢復和故障恢復功能的變頻器。

⑩壹些廠家開發了四象限高壓變頻器。

11矢量控制高壓變頻器也得到了應用。國外各大品牌變頻器廠商已經形成系列產品,其控制系統已經完全數字化。幾乎所有產品都有矢量控制功能,技術水平完善也是國外品牌的壹大特點。在發達國家,只要有電機,就會同時有逆變器。現階段其發展主要如下:

(1)技術開發起步早,並具有相當的產業化規模。

②能提供超大功率的變頻器已超過10000KW。

③變頻調速產品的技術標準比較完備。

④配套產業和變頻器相關產業初具規模。

⑤能夠生產變頻器中的功率器件,如IGBT、IGCT、SGCT等。

⑥高壓變頻器廣泛應用於各行業,取得了顯著的經濟效益。

⑦產品的國際化和本地化趨勢加劇。

⑧新技術、新工藝層出不窮,大量、快速地應用於產品。交流變頻調速技術是強弱電和機電壹體化的混合技術,既要處理巨大電能的轉換(整流和逆變),又要處理信息的采集、轉換和傳輸,所以會分為成功率和控制兩部分。前者要解決高壓大電流相關的技術問題,後者要解決軟硬件控制問題。因此,未來高壓變頻調速技術也將在這兩個方面有所發展,主要表現為:

①高壓變頻器將向大功率、小型化、輕量化方向發展。

②高壓變頻器將向兩個方向發展:直接器件高壓和多重疊加(器件串聯和單元串聯)。

③高壓變頻器將采用電壓和電流更高的新型功率半導體器件。

④目前,IGBT、IGCT和SGCT仍將占據主要地位,SCR和GTO將退出逆變器市場。

⑤無速度傳感器矢量控制、磁鏈控制和直接轉矩控制的應用將趨於成熟。

⑥全面實現數字化和自動化:參數自動設定技術;過程自優化技術;故障自診斷技術。

⑦利用32位MCU、DSP、ASIC等器件實現變頻器的高精度和多功能。

相關配套產業向專業化、規模化發展,社會分工會更加明顯。隨著更多用戶對本土高壓變頻器的認可,本土品牌憑借其良好的性價比優勢,正在逐步擴大在中國的市場份額。

品牌:國外品牌大多是綜合自動化供應商,具有各種自動化產品的品牌聯想效應。這種關聯效應也體現在渠道等其他資源的享受上。所以這種“品牌推廣”對這個品牌的產品銷售有很好的促進作用。而本土品牌在自動化產品結構上相對單壹,更多的是“產品推廣”的營銷策略,因此具有壹定的劣勢。但隨著本土品牌在市場上的逐漸成熟,“產品推廣”的營銷策略也在向“品牌推廣”轉變。

此外,國外品牌也實行積極的營銷策略,ABB的ACS2000系列可能是為了應對國內企業的風機、泵、壓縮機等市場。對於本土品牌來說,在電驅動領域,方矩或者恒功率負載壹直是他們進入市場的切入點,也是驅動領域的低端市場。

技術:技術已經不再成為進入這個行業的壁壘,而穩定性和產品性能逐漸成為各個廠商面臨的主要技術問題。由於國外品牌擁有相對成熟的產品技術和豐富的行業應用經驗,用戶對故障率、元器件質量和超高功率產品相對滿意。但隨著本土品牌的不斷發展,這種差距正在逐漸縮小。

價格:毫無疑問,價格優勢是本土品牌的巨大優勢。這種優勢短期內不會改變。這壹特點也迎合了金融危機後用戶對性價比和降低項目成本的需求。

資金:由於高壓變頻器單價高,回收期長,資金的充足成為關鍵競爭力之壹,而在這壹點上,外資品牌壓力較小。本土品牌通過發展,也積累了壹定的資金實力,部分國內廠商有充足的資金應對資金流問題,進行產品研發和升級。此外,廣州廣智、哈爾濱九洲、和康益生等本土品牌相繼上市,也說明類似低壓變頻這樣的資本運作在這個行業會更多。國內廠商逐漸度過發展期,開始尋求資本運作,以提升企業的規模效應。

縱觀國內外的品牌、技術競爭,營銷競爭變得異常激烈,但隨著各個品牌所瞄準的目標市場的逐步細化,市場競爭不僅表現在價格上,也表現在品牌競爭上。從制造環節轉向前端品牌和R&D設計,後端渠道和服務,也是該領域可行的商業模式。

與此同時,如何提高管理水平,嚴控成本,優化資金流,引進人才,逐漸成為品牌間競爭的核心內容。這種“軟實力”的競爭在未來會更加激烈。

未來,中國高壓變頻器行業的發展可能會遵循以下四大發展戰略:

第壹,加強中國變頻器行業協會的作用。通過組織召開行業發展研討會,可以統壹行業內企業的認識,避免行業內惡性價格競爭;協調工業企業與政府、社會、上下遊客戶的關系,積極協助政府落實相關節能降耗政策。

二是以人為本。隨著新產品開發和應用的加速,人才的培養和補充成為未來行業快速增長的關鍵。變頻企業在培養和尊重人才的同時,要避免無序競爭,在使用和留住人才方面控制工程網版權,樹立行業整體意識。

第三,企業要大力發展和推進產業結構和產品結構的調整,依靠科技進步,努力轉變經濟增長方式。改進和完善銷售服務體系,提高企業整體服務水平。構建戰略聯盟,細化產業發展,鼓勵產業集中向優勢企業轉移。

第四,大力加強國家和行業標準化工作的發展。據了解,現有的三個與變頻調速設備相關的標準都是作為大型傳動設備系統出現的,變頻調速設備只是作為壹個部件。因此,變頻調速設備的生產、測試和驗收都沒有獨立的、可執行的標準。對此,組建全國變頻調速設備標準化技術委員會的相關材料已上報國家標準委,行業協會今後將逐步啟動變頻調速設備標準的修訂工作,逐步實現變頻調速設備通用標準、各行業特性標準、技術標準、產品標準、方法標準相匹配的體系。