“雙碳”目標下變頻器行業面臨的機遇與挑戰
文:深圳市英威騰電氣股份有限公司工業自動化事業群副總裁 董瑞勇2021年第五期
導語:中國國產變頻器行業經過二十多年的持續發展,整個行業和市場格局日趨成熟,對于國內變頻器行業來說機遇和挑戰并存!
深圳市英威騰電氣股份有限公司工業自動化事業群副總裁 董瑞勇
中國國產變頻器行業經過二十多年的持續發展,整個行業和市場格局日趨成熟,對于國內變頻器行業來說機遇和挑戰并存!
特別是“十四五”規劃實施以來,在國家提出“雙碳”發展目標的大環境之下,新能源行業風起云涌,但是對于傳統的耗能大戶——電機系統來說,持續從能源消耗的角度來響應“雙碳”發展的要求,并進一步為“碳達峰”和“碳中和”做出貢獻,具有更現實的意義。
當前,由于“雙碳”發展目標的要求,各類高耗能企業持續推進工藝優化和節能降耗,這就需要更多的電機從傳統、低效的運行和調速模式,轉向以變頻為驅動的模式,而且由于國際形勢、新冠疫情等多種因素的影響, 傳統的大型國有企業也為國產品牌打開了大門,這對于整個國內變頻器市場來說,是一個巨大的市場機會。此外,在“雙碳”發展目標的推進下,國內電機標準正從IE3逐步向IE4和IE5轉變,電機的形態也從異步為主導,逐步向永磁同步和同步磁阻兩大方向轉移,這些新型的節能電機,全部離不開驅動器的支撐。無論是新的市場機會還是新的電機形態,其實都對驅動器的可靠性、控制策略和控制性能提出了更高的要求,這也是對于整個變頻器行業的巨大挑戰。
與此同時,第三代半導體技術也是一個值得關注的發展趨勢,目前可以看到,氮化鎵更多地應用在低壓領域,比如我們日常可以看到的移動設備的大功率快充,就是氮化鎵的典型應用場景,它一般不太適合大功率、高電壓的工業現場應用場合。
而SiC可作為IGBT的下一代替代方案,能夠實現高速、低損耗驅動,對于一些需要高頻、小體積、低重量的場合,一般來說可以采用SiC方案,但是對于該方案來說,最重要的問題還在于SiC的成本,從目前來看,該類器件的成本較高,是否采用SiC,更多需要從系統層面考慮,雖然SiC可以有效縮小產品的體積,減低整體產品的損耗,但是開關頻率提高所帶來的EMI問題以及對于電機的DUDT問題,這些都需要綜合考慮。英威騰從2017年開始研究SiC的器件應用,已經推出了基于SiC的高速驅動器。
由于工業4.0的持續推進,以及數字化轉型的需求,智能化已成為了整個工業領域發展的主旋律,對于變頻器行業來說,也逐步從傳統的標準產品向行業的整體解決方案過渡。作為整體解決方案,以變頻器為主體的一體機已經在多個行業成為主流,并承擔起整體設備智能化核心的關鍵角色。
實際上,對于工業領域的智能化發展來說,目前主要是先從網絡化、設備本體的智能化管理和智能化診斷方向入手,市場上也涌現出很多新的模式,例如類似于“Digital Twin的數字雙胞胎”等等,這些都將是未來的重要發展方向之一。
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