在現代工業中,隨著電力電子技術、微電子技術及現代控制理論的發展,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的電機傳動設備。雖然近年來隨著中國經濟進入“新常態”,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增長。據統計,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展方向。通過采用大容量耐壓開關器件及其串聯、并聯技術和控制技術,目前已經能實現工業變頻器的大容量化,相信未來隨著新技術的出現,變頻器的容量必將得到進一步的提高。緊湊型的變頻系統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、控制電路采用大規模集成電路和全數字控制技術,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,在今后的發展過程中,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,專用型變頻器發展迅速。根據某一類負載的特性,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的工作條件,要有利于系統更好的發揮功用,因此,專用化已經成為變頻器發展的一個主流方向,相信在未來的發展過程中一定還會有更多專用型變頻器種類出現。
網絡化和智能化是大勢所趨
隨著工業4.0時代的到來,作為制造業生產線中的重要一環,變頻器在提升節能功效的同時,還需要其具備網絡化、智能化特征。
變頻器經常被用于系統復雜、工作環境惡劣、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境中更易于發生,以前對此都采取事后維修的方式,隨著電子技術的發展,傳統的維修方式將變為故障預報和整機在線維修。有必要對其實現在線工作狀態的監測以及常規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、遠程監控系統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可以最大程度上降低系統維護時間、提高生產效率、減少運行成本,如Profibus、Interbus、DeviceNet、CANOpen和Modbus等現場總線。而且通過現場總線模塊,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和系統維護,包括上傳、下載、復制、監控、參數讀寫等。
此外,通過新近推出的變頻器產品所展現出的發展趨勢,可以預計未來的變頻器都要集成工業以太網通訊協議與網頁服務器,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,獲取實時在線數據,從而實現多種內置的智能服務功能。在未來只有能夠幫助客戶節省勞動力成本,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,有明顯的工作狀態顯示,而且能夠實現故障診斷與故障排除,甚至可以進行部件自動轉換。利用互聯網可以遙控監視,實現多臺變頻器按工藝程序聯動,形成最優化的變頻器綜合管理控制系統。
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力度。利用不斷涌現的新技術,不斷提升變頻器產品的網絡化、智能化水平,研發性能更加出色、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造不同尋常的使用體驗;二是發揮企業在行業領域的深刻積淀,以行業需求為導向,針對不同行業客戶的特殊需求做細做深,提供符合行業特色的高附加值產品和系統方案,從而有效避開同質化競爭的局面。