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专用电机驱动器有望成为市场的新亮点

未知 2019-07-18 10:53

  变频器、伺服驱动器、步进驱动器、无刷直流电机驱动可以统称为电机驱动器(MotorDrives)。按应用分,我们把电机驱动器又分成通用电机驱动器和专用电机驱动器,通用电机驱动器不针对某种应用,可以广泛的应用在机床、纺织、包装、印刷、食品等各种机械中。通用电机驱动器的国际厂商主要是日系厂商松下、三菱、安川、富士和日立,这些通用电机驱动器出货量大,适用面广,通用性好,在市场上占有率高。多数中国电机驱动器厂商也主要针对通用电机驱动器市场,比如台达、英威腾、正弦、易能和迈信。专用电机驱动的国际厂商有Kollmorgen(Danaher)、Lenze、BoschRexroth和Elmo,这些公司的电机驱动器专用性比较强,非常适合一些细分行业和应用。本土代表性的专用驱动器厂商有汇川,南海华腾和麦格米特,这些公司与华为都有历史渊源,有很深的华为基因,专注于细分市场,在技术上注重研发,公司文化狼性十足。欧美公司大公司西门子,ABB,Schneider等公司产品线比较宽,所以专用驱动和通用驱动都有涉足。

  IHS公司高级分析师周万木指出,专用电机驱动器相对于通用电机驱动器市场表现得更好,成为电机驱动器市场的亮点,比较突出的应用有:电动车和轨道交通电机驱动器,抽油机电机驱动器,电梯专用驱动器和电梯一体机,注塑机专用驱动器以及空气压缩机,水泵,风机专用驱动器。

  电动车和轨道交通电机驱动器

  高密度,高效率,宽调速的牵引电机以及其控制系统是电动车的心脏,目前主要有永磁无刷(包括直流和交流)电机驱动和交流异步电机驱动两种解决方案。目前轨道交通主要用的是交流感应异步电机,而大多数的电动汽车主要用永磁无刷直流电机或者永磁无刷交流电机。电动车中的电机驱动器主要起两方面的作用:一是将电池的电能转换为电机的机械能,并控制转矩和速度,二是将减速产生的多余能量回馈并储存到电池中。最近很火的TeslaModelS电动汽车没有采用永磁电机,而用铜转子四极三相交流异步电机。IHS分析师周万木认为主要原因有两方面,从技术上来讲,感应电机和永磁电机各有优劣势,但交流感应电机简单,可靠,在很宽的速度范围内可以保持高效。从市场上来讲,产品上市时间点和上市速度也会作为重要权衡指标,沿用TeslaRoadster原有的交流感应电机设计比较方便。

  目前,本土厂商南海华腾和麦格米特在电动车电机驱动领域表现不错,从主驱动电机驱动器到辅助电机驱动器的研发,生产,销售都取得了一定进展,出货量增长很快。此外在ISG和BSG电机控制器,油泵电机控制器、气泵控制器等辅助电机控制器均得到小批量试用。

  抽油机电机驱动器

  抽油机是油田生产中使用最多的耗能设备,电机功率比较大,用的最多的是37KW和45KW电机,部分使用55KW和75KW电机。在实际开采作业过程中,抽油机受油井的井深、油质、杂质、含沙量、含水量、环境温度、纬度等诸多实际工况的影响,负载变化比较大,须经常性地调整作业冲次、冲程,电机速度甚至于电机的功率。

  抽油机对电机控制系统的基本要求是:大范围稳定可靠的无级调速,低速转矩大,具有比较显著的节电效果。抽油机电机驱动器既可以控制普通三相异步电动机,也可以控制变频电机和伺服电机。传统油田抽油机是由工业异步电机和大速比的减速箱来实现,设备由减速箱、皮带轮、20余米长的游梁、驴头组成,采用的三相交流异步伺服电机有结构简单,价格低廉,运行可靠,免维护及使用寿命的优点。

  针对抽油机的专用电机驱动方案比较多,浙江大学和一些石油科研院所对抽油机的研究取得一定进展,新的方案采用专用电机驱动器和低速大扭矩的永磁无刷电机,省电50%以上,占地面积减少近一亩。

  空气压缩机、水泵和风机专用驱动器、一体机

  空气压缩机,水泵和风机在工业和民用领域使用极为广泛,这些设备耗电量占整个工业系统电力消耗的60%以上。之前,很多这样应用比较粗放,并没有考虑节能和效率,能源浪费严重,随着国家节能惠民工程的推广,新的电机驱动方案层出不同。IHS分析师周万木分析到,就拿水泵来说,之前都是用定速泵,现在开始使用调速泵,之前大量使用传统的异步感应电动机,现在开始使用高效异步电动机,甚至开始使用永磁电机,之前不加变频器,现在开始使用通用变频器,甚至使用更加高效的专用电机驱动器。

  高效异步感应电机和通用变频器的搭配使用可以在很大程度上提高效率,节约电能,但缺点是成本很高,如果没有国家补贴,一般的单位不会用也用不起。如果用永磁无刷电机搭配专用电机控制器,只针对空压机,水泵和风机设计方案,可以在一定程度上降低成本。

  国内一些公司在这方面做了一些尝试,四方做了一些空压机一体机方案,集成了空压机行业应用中常用的外设需求,无须另外增加电气元件及线路,使用非常方便。

  电梯专用驱动器和电梯一体机

  2012年中国的城市化率已接近53%,中国目前还处于城市化快速发展阶段,预计到2020年,我国城市化率将增至60%,2050年将攀升至70%。城市化所带动的城市基础设施建设、商用建筑、住宅等市场的发展将会持续拉动电梯需求的增长。2011年我国电梯产量约为45万台,2012年电梯产量达53万台,预计未来几年我国电梯产量仍将保持较快增长。

  得益于电梯行业的稳定增长,电梯一体化驱动器在国内发展的非常快,一体机融合了电梯的控制和电机驱动,系统运用更加简单可靠,产品广泛应用于客梯、扶梯和货梯。IHS分析师周万木认为,国外供应商在电梯一体化驱动器市场中所占市场份额较小,这个市场主要由本土厂商占据,领先的厂商是苏州默纳克(汇川技术)和上海新时达,其他厂商还有沈阳蓝光、正弦电气、麦格米特、阿尔法、苏州远志科技、杭州优迈科技、上海瑞生、无锡中秀、江门蒙德、广州日滨等。

  注塑机专用驱动器

  注塑成型加工行业属于生产密集型产业,注塑机作为其主力设备,是公认的耗能大户,电能利用率普遍较低。随着行业内竞争日趋激烈,企业的利润空间进一步缩小,电费占总成本的比例越来越高,让企业主不堪重负。

  发展全电动式注塑机,电液混合注塑机和电动式吹塑机,替代液压式注塑机和液压式吹塑机是一个重要的市场趋势。采用注塑机专用驱动器搭配伺服电机的方案,一方面可以节约能耗60%以上,在大型注塑机和吹塑机上尤为明显;另外一方面,高效率永磁电机完善的自适应及电机控制算法,可以根据注塑工艺的需求控制力矩和位置,可以极大的提高注塑制品的重复精度。

  分析师周万木认为,随着海天长飞亚等公司全电动注塑机出货量的增长,注塑机行业对专用电机驱动器的需求也将稳步提升,在注塑机专用驱动器领域发展的比较好的本土厂商主要有汇川和江门蒙德,国外的厂商主要是科比和力士乐。

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