變頻器“節(jié)能風(fēng)”在全球盛行

隨著國內(nèi)制造業(yè)整體水平的升級，成本意識逐漸成為各行業(yè)關(guān)注的共識，因為這直接關(guān)系到企業(yè)的生存與發(fā)展。由于電氣傳動是制造業(yè)主要的耗能器件，在控制柜內(nèi)占據(jù)空間也較大，所以企業(yè)對于傳動技術(shù)的選擇也決定了生產(chǎn)成本的高低，加之“節(jié)能風(fēng)”在全球盛行，變頻器就是在這樣的需求下逐漸發(fā)展起來。

紡織、電梯等行業(yè)是變頻器應(yīng)用的傳統(tǒng)行業(yè)，隨著這些傳統(tǒng)行業(yè)發(fā)展方向的引導(dǎo)，變頻器的應(yīng)用也出現(xiàn)了很多新的特點。在這些領(lǐng)域，國內(nèi)外的變頻器產(chǎn)品可謂“百家爭鳴”，競爭也十分激烈，如何在“紅海市場”脫穎而出，變頻器廠商無不在新技術(shù)、新理念上煞費苦心。我們特邀請到了來自上海三菱電梯有限公司產(chǎn)品開發(fā)二部電氣科長朱武標(biāo)與上海二紡機(jī)股份有限公司主任工程師陸賀卿，請他們介紹一下在電梯與紡織行業(yè)，變頻器如何進(jìn)行“藍(lán)海創(chuàng)新”。

變頻器要通用還是要專用？

據(jù)了解，在國內(nèi)外的電梯行業(yè)中，雜梯、自動扶梯、自動人行道還大量采用非變頻技術(shù)，其他電梯產(chǎn)品幾乎都采用了VVVF變頻技術(shù)。朱武標(biāo)介紹，在業(yè)內(nèi)一般討論的電梯“變頻系統(tǒng)”有兩大派系：其中大型企業(yè)基本采用分立元器件組裝的電梯專用變頻系統(tǒng)，即：在控制柜的一定空間內(nèi)相對分立地安裝功率模塊、大電容、驅(qū)動用控制印板，使其與整個控制系統(tǒng)融為一體；另外一個派系是，個別大型企業(yè)和絕大多數(shù)的中小企業(yè)，采用通用的變頻器。這種變頻器是一個完全獨立的裝置，可以向?qū)ｉT的變頻器廠家獨立采購。

談到專用變頻器與通用變頻器孰優(yōu)孰劣，朱武標(biāo)認(rèn)為這個問題很難有確切的答案。他介紹說：“在國內(nèi)，三菱電梯、通力電梯、東芝電梯、奧的斯電梯、日立電梯等公司均采用的是分立式的電梯專用變頻系統(tǒng)。而XIZI-OTIS與一些中小型電梯整機(jī)企業(yè)，大多采用通用變頻器?！?/br>

同時，對于兩者的應(yīng)用前景，朱武標(biāo)也給出了他的判斷：“專用變頻器由于大多是由電梯廠家自行開發(fā)的，所以很容易與其控制系統(tǒng)（電梯的控制系統(tǒng)）進(jìn)行信息交流，可以做到電梯控制系統(tǒng)與驅(qū)動系統(tǒng)的無縫接合，這對于電梯的安全性、可靠性有重要意義。另外，由于專用變頻裝置是分立組裝的，所以，若損壞了某一變頻器件，只要更換該元器件即可，維修成本相對較??；而對于通用變頻器來說，由于其輸入、輸出等接口資源有限，所以與電梯控制系統(tǒng)的信息交流受限。另外，若通用變頻器某一元件損壞，則基本上要去更換整個變頻器，其維修成本較高?！钡瑫r強(qiáng)調(diào)，由于專用變頻器的分立性，其電磁兼容性能可能比較差，而通用變頻器由于采用整體化設(shè)計，可以做到較好的電磁兼容性；另外，由于通用變頻器的通用性，其生產(chǎn)成本可能較低，并且對于中小企業(yè)來說，有較大的采購選擇余地和貨比三家的機(jī)會。

變頻器產(chǎn)品性能提升應(yīng)注重細(xì)節(jié)

變頻器技術(shù)的日新月異與行業(yè)需求的關(guān)系越來越緊密，有專家分析：新一代的變頻器首先要實現(xiàn)全數(shù)字化，特別是分布式的具有通信、聯(lián)網(wǎng)功能并具有可編程功能；行業(yè)專用的變頻器要實現(xiàn)體積的小型化；網(wǎng)絡(luò)化與系統(tǒng)化會減少生產(chǎn)成本，這一趨勢也十分明顯。但是在行業(yè)內(nèi)，這些需求是不是用戶最需要的呢？

陸賀卿介紹，在他所在的上海二紡機(jī)，變頻器已廣泛應(yīng)用于各道紡紗工序中，光從棉紡行業(yè)來說，包括從梳棉機(jī)、精梳機(jī)、并條機(jī)、粗紗機(jī)、細(xì)紗機(jī)、自動絡(luò)筒機(jī)等，都已用到了變頻器。

目前在上海二紡機(jī)的紡織機(jī)型中，變頻器的應(yīng)用范圍基本上已達(dá)到80％以上。由于采用變頻器控制主電機(jī)可最大潛力挖掘電機(jī)的無功功率，充分利用和提高功率因素，從而達(dá)到節(jié)電節(jié)能。同時變頻調(diào)速對加強(qiáng)紡織廠機(jī)電一體化，實現(xiàn)在線檢測、顯示和控制，提高對工藝過程的控制精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量有很好的效果。所以目前除了少部分老式的機(jī)型外，上海二紡機(jī)所有的常規(guī)機(jī)型和新機(jī)型都廣泛使用了變頻器。

他強(qiáng)調(diào)，從用戶的角度講，變頻器的散熱性能是比較突出的問題。由于紡織廠環(huán)境溫度高，不同品種的紡紗工藝濕度變化大。紡低支數(shù)紗時，紗棉飛絮現(xiàn)象十分嚴(yán)重。這就要求紡織設(shè)備在環(huán)境溫度達(dá)到40℃，電氣柜內(nèi)溫度達(dá)到60℃以上時，能穩(wěn)定工作，并且不報警。目前，一般的中小型紡織廠環(huán)境衛(wèi)生也不理想，工程師打開電氣柜時，變頻器常常是被大量的棉絮層所覆蓋，這更要求變頻器要有較低的發(fā)熱量和較好的散熱能力。

在電梯方面，安全性能始終是第一要素。朱武標(biāo)認(rèn)為，變頻器產(chǎn)品在電磁兼容性方面將更加合理，使其對于外界的干擾越來越小。同時，對于更加節(jié)能的矩陣變頻，將由于其可靠性的提高而逐漸應(yīng)用到包括電梯的各個工業(yè)電機(jī)控制領(lǐng)域。

變頻器“藍(lán)海創(chuàng)新”需考慮行業(yè)需求

變頻器應(yīng)用領(lǐng)域不僅僅是電梯、紡織行業(yè)，但其發(fā)展代表的是整個驅(qū)動控制領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。

朱武標(biāo)介紹，在電梯行業(yè)，變頻器將向大容量領(lǐng)域發(fā)展，小功率的應(yīng)用也將更加普遍；功率器件及變頻器整體的功率損耗將越來越小，變頻器的能效越來越高；帶有能量回饋功能的變頻器將逐漸在電梯領(lǐng)域普及，應(yīng)用超級電容等大型蓄能器件的變頻器也將會在電梯的變頻驅(qū)動領(lǐng)域中出現(xiàn)。陸賀卿則認(rèn)為，在紡織行業(yè)，變頻與傳動技術(shù)目前正朝著多軸同步傳動驅(qū)動、現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)化控制等新技術(shù)的方向發(fā)展。一個變頻器已能夠同時控制多個軸，進(jìn)行精確同步運轉(zhuǎn)。但不可忽略的是，在長期運轉(zhuǎn)時，尚有一定的故障率，其穩(wěn)定性和可靠性還有待改善。

另外，朱武標(biāo)還提到了變頻技術(shù)與控制技術(shù)的結(jié)合——一體化控制器。這種產(chǎn)品的出現(xiàn)使得電梯控制系統(tǒng)（包括電梯驅(qū)動、控制管理系統(tǒng)）實現(xiàn)高度集成化，這有利于電梯控制系統(tǒng)的小型化，節(jié)省占用空間，也有利于生產(chǎn)電梯控制系統(tǒng)的非電梯整機(jī)廠的技術(shù)進(jìn)步。但朱武標(biāo)強(qiáng)調(diào)，這種“一體化控制”的思想應(yīng)該是相對較小規(guī)格電梯的一種趨勢。對于中高速電梯等較大規(guī)格電梯，由于系統(tǒng)容量較大，這并不一定可行。同時，在性能方面，朱武標(biāo)認(rèn)為，要注重集成后的控制系統(tǒng)的高可靠性和今后維保的便捷性與低成本。

來源；中國機(jī)電網(wǎng)

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