在現(xiàn)代工業(yè)中,隨著電力電子技術、微電子技術及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展,變頻器技術廣泛應用于鋼鐵、玻璃、造紙、化工、紡織、化纖、線纜、冶金、油田、水利、電站、提升、工程機械等多種行業(yè)的電機傳動設備。雖然近年來隨著中國經濟進入“新常態(tài)”,中國自動化市場增長明顯放緩,但中國變頻器市場仍保持平穩(wěn)增長。據(jù)統(tǒng)計,在過去的幾年內中國變頻器市場保持著12%-15%的增長率,預計至少在今后5年內,變頻器市場需求仍將保持10%以上的增長率。由于變頻市場極具誘惑力,潛在容量十分可觀,不斷吸引著行業(yè)新參與者進入,未來的市場競爭不斷加劇將是必然,對于自動化企業(yè)來說,如何抓住新一輪產品變革中用戶需求的變化,不斷以創(chuàng)新提升產品競爭力是未來致勝市場的關鍵所在。
性能提升和專業(yè)定制并重
隨著市場的擴大和用戶端需求的多樣化,變頻器產品的功能在不斷完善和增加,集成度和系統(tǒng)化越來越高。從類型看,變頻器也正逐漸走向多元化,通用型、專用型產品的出現(xiàn)都是為了滿足用戶的多樣需求。此外,變頻器廠商也更多關注產品質量和使用安全,積極尋求更大的突破。
結構小型化和性能大容量化是變頻器產品當前普遍的發(fā)展方向。通過采用大容量耐壓開關器件及其串聯(lián)、并聯(lián)技術和控制技術,目前已經能實現(xiàn)工業(yè)變頻器的大容量化,相信未來隨著新技術的出現(xiàn),變頻器的容量必將得到進一步的提高。緊湊型的變頻系統(tǒng)要求功率和控制元件具有很高的集成度。主電路中功率電路的模塊化、控制電路采用大規(guī)模集成電路和全數(shù)字控制技術,均促進了變頻裝置結構小型化,從而能減小整個自動化系統(tǒng)器件所占用的空間。大容量化和小型化在目前變頻器產品上已經得到了一定程度的體現(xiàn),在今后的發(fā)展過程中,它們仍然是一個不可忽視的因素。
近年來,國內變頻器市場上,專用型變頻器發(fā)展迅速。根據(jù)某一類負載的特性,有針對性地制造專門化的變頻器,不但有利于對負載的電動機進行經濟有效的控制,而且可以降低制造成本,如風機、水泵專用變頻器、起重機械專用變頻器、電梯控制專用變頻器、張力控制專用變頻器和空調專用變頻器。 專用型變頻器能更好地發(fā)揮變頻器在某一個領域的獨特功能,方便用戶的使用。專用型變頻器要適應特定系統(tǒng)的工作條件,要有利于系統(tǒng)更好的發(fā)揮功用,因此,專用化已經成為變頻器發(fā)展的一個主流方向,相信在未來的發(fā)展過程中一定還會有更多專用型變頻器種類出現(xiàn)。
網絡化和智能化是大勢所趨
隨著工業(yè)4.0時代的到來,作為制造業(yè)生產線中的重要一環(huán),變頻器在提升節(jié)能功效的同時,還需要其具備網絡化、智能化特征。
變頻器經常被用于系統(tǒng)復雜、工作環(huán)境惡劣、高負荷、長時間運行的工況中,如無人值守泵站、油田磕頭機等。變頻器故障在此類環(huán)境中更易于發(fā)生,以前對此都采取事后維修的方式,隨著電子技術的發(fā)展,傳統(tǒng)的維修方式將變?yōu)楣收项A報和整機在線維修。有必要對其實現(xiàn)在線工作狀態(tài)的監(jiān)測以及常規(guī)故障機理的綜合分析研究,以便對其故障的事先診斷分析。目前大功率變頻器的故障診斷、遠程監(jiān)控系統(tǒng)及智能控制方面取得了較大進展,并已經投入實際運行。
在網絡化日益普及的今天,與普通的點對點硬線連接方式而言,通過高速通訊連接的變頻器系統(tǒng)可以最大程度上降低系統(tǒng)維護時間、提高生產效率、減少運行成本,如Profibus、Interbus、DeviceNet、CANOpen和Modbus等現(xiàn)場總線。而且通過現(xiàn)場總線模塊,可以不考慮變頻器的型號,而以同一種語言來與不同功率段、不同型號地變頻器進行組構,如功率、速度、轉矩、電流、設定值等。 并且可以通過PC機來方便地進行組態(tài)和系統(tǒng)維護,包括上傳、下載、復制、監(jiān)控、參數(shù)讀寫等。
此外,通過新近推出的變頻器產品所展現(xiàn)出的發(fā)展趨勢,可以預計未來的變頻器都要集成工業(yè)以太網通訊協(xié)議與網頁服務器,使得工廠操作人員本地或遠程通過智能手機、平板電腦或其它無線設備訪問設備信息,獲取實時在線數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)多種內置的智能服務功能。在未來只有能夠幫助客戶節(jié)省勞動力成本,提高生產線效益和制造的精度、效率的產品才能更有競爭力。
智能化的變頻器安裝到系統(tǒng)后,不必進行復雜的功能設定,就可以方便地操作使用,有明顯的工作狀態(tài)顯示,而且能夠實現(xiàn)故障診斷與故障排除,甚至可以進行部件自動轉換。利用互聯(lián)網可以遙控監(jiān)視,實現(xiàn)多臺變頻器按工藝程序聯(lián)動,形成最優(yōu)化的變頻器綜合管理控制系統(tǒng)。
當前,在變頻技術已經越來越趨于同質化的情況下,變頻器企業(yè)需要通過不斷滿足客戶新的需求來贏得市場,促進產品差異化:一是加大新產品研發(fā)力度。利用不斷涌現(xiàn)的新技術,不斷提升變頻器產品的網絡化、智能化水平,研發(fā)性能更加出色、更加貼近終端用戶需求的產品,以領先的產品和服務為客戶創(chuàng)造不同尋常的使用體驗;二是發(fā)揮企業(yè)在行業(yè)領域的深刻積淀,以行業(yè)需求為導向,針對不同行業(yè)客戶的特殊需求做細做深,提供符合行業(yè)特色的高附加值產品和系統(tǒng)方案,從而有效避開同質化競爭的局面。