預測對于中國市場來說是一件非常困難的事情,而對于正處于發展初期的中壓變頻器市場而言,數字性的預測更是一件不可完成的任務因此,經上的數字是忽略了很多因素的一個簡單假設.只是為了描述中壓變頻器市場將高速增長的趨勢.如果明年的這個時候,有供應商告訴我們,他們的業績成長了一倍,那也是尺在情量之中的事情.但是可以肯定的是,3的之后再談論變頻器市場的時候,中壓將不再是順帶提及的一個角色,而是成為與低壓并重的話題,而在這個過程中,也必然會孕育出一批頗具規模的企業--鹿獲誰手,還需拭目以待。
1、引言
當今變頻器產業得到飛速發展，變頻器產品的產業化規模日趨壯大。交流變頻器自20世紀60年代左右問世，到20世紀80年代，在主要工業化國家已廣泛使用，而從20世紀90年代以來，隨著人們節能環保意識的加強，變頻器的應用越來越普及。
由于變頻器體積小、重量輕、精度高、工藝先進、功能豐富、保護齊全、可靠性高、操作簡便、通用性強、易形成閉環控制等優點，它優于以往的任何調速方式，如變極調速、調壓調速、滑差調速、串級調速、整流子電機調速、液力耦合調速等，因而深受鋼鐵、有色、石油、石化、化工、化纖、紡織、機械、電力、建材、煤炭、醫藥、造紙、卷煙、城市供水及污水處理等行業的歡迎。
我國的變頻器市場起步規模并不大，但是隨著國民經濟近幾年的快速增長，大大帶動了變頻器市場的容量，2005年其總體銷售業績在70億元左右，今后還將以平均8～12％左右的速度發展，市場容量的擴大也帶動了變頻器國產化和變頻成套柜集成規模。
2、變頻器的市場分析
2.1前景廣闊的中國變頻器市場
中國擁有龐大的產業群，并保持著持續穩定的發展；與國際接軌，眾多的企業需要提升國際競爭力；人們生活質量不斷提高等。這些都是變頻器市場的增長驅動力和更廣泛應用的基礎。
中國的變頻器市場在過去幾年內保持著12％～20％的高速增長，在2003年，由于工業行業及建筑業的迅猛發展以及各行業的大量投資，當年同比增長達到了近40％，市場規模超過了55億元人民幣。進入2004年，因2003年的市場基數突然增大，加上國家加強了對冶金、建材等行業的宏觀控制，變頻器市場增長率將大幅回落，但還是達到了11％左右，2004年變頻器的營業額達到了61億元左右的規模。到了2005年，隨著經濟的持續快速發展，變頻器的應用領域逐步開始朝向環保工業、水工業、HVAC領域發展滲透，據統計到年底變頻器市場規模已經達到70億元。
從總體上看，由于中國經濟的整體快速發展和中國加入WTO，市場對產品的要求將逐步提高，提升生產設備的水平勢在必行，用于生產工藝控制的變頻器將越來越多地被采用，另一方面，我國電力供需嚴重失衡，高峰季節的限閘拉電現象普遍，節能呼聲空前。因此，在未來3年內，中國變頻器市場仍將保持著快速增長。現在至少在10年以后，中國的變頻器市場才能飽和并趨于成熟，因此，中國的變頻器市場具有廣闊的發展空間。圖1所示是變頻器市場容量的趨勢圖。
圖1變頻器的市場容量趨勢圖
中國是能耗大國，在5.8億千瓦的電動機總容量中，只有不到2000萬千瓦的電動機是帶變頻控制的，變頻控制電機市場占有率不足4%。綜合多家市場機構的調查報告的數字分析，我國變頻器的市場潛力為1400億元～2000億元。
2.22005變頻器各品牌市場占有率
2005年變頻器在低壓領域的市場份額為60億元人民幣左右，不同品牌的市場營業額如下表1所示：
表1低壓變頻器市場品牌營業額
2005年變頻器在高領域的市場份額為10億元人民幣左右，其中國產品牌利德華福等品牌效應在逐漸形成，國產市場占有率已經達到30%左右。
2.3變頻器功率段的市場期望差異
國外資深調查機構drivemag第一次對變頻器功率段的市場期望值在2004年度進行問卷調查后，在2005年度再次進行調查，調查分析表明：變頻器在低功率段的競爭愈來愈激烈，且要求越來越高，而大功率段的變頻器依然還是個賣方市場。此次問卷的讀者覆蓋面更廣，涉及全球各大洲的60個國家，涉及近60個國際和區域品牌，制造商分布在北美、歐洲、日本和中國，行業遍及重工、輕工、市政公用等，問卷的主體依然是從事商務、操作和設計的人員。
圖2所示為用戶和廠商對于變頻器不同功率段的市場期望值的差異比較。與2004年度最大的區別在于對于高功率的預期，無論是用戶和廠商都有了15％的上浮，假如未來高功率市場如預期的那么樂觀，將來會有越來越多的廠商介入其中，一些原先只做到如75kW級中功率變頻器的廠商就會把功率段放高到280kW甚至400kW以上。隨著大量廠商的加入，高功率變頻器的價格會隨之下滑，用戶對廠商的產品供應鏈、服務環節就會更加嚴格。
圖2 用戶和廠商對于變頻器不同功率段的市場期望值的差異比較
2.4變頻器服務市場將進一步超值
變頻器的服務市場近年來為很多用戶和媒體所接受，因為變頻器不是一個單純的工業產品。在應用工況復雜、傳動的計算機控制程度高、工廠信息化要求與執行電機掛鉤的情況下，這時候用戶花費在變頻器系統設計、集成等上的服務費用將大大超過產品本身的價值，更可以達到6～8倍左右，比如在造紙生產線和冶金等行業應用。因此，變頻器的服務市場將可以分為變頻器安裝、調試、維護、維修、系統集成、系統設計等多方面所引發的綜合服務市場。
據調查中，變頻器服務市場的產值分布，2005年度比2004年度發生了一些明顯的變化，如變頻器制造商的占有率急驟下滑至18％、系統集成商的占有率則上升至48％、工業承銷商上升至10％。見表2。
表2變頻器服務市場的產值劃分
就變頻器服務市場的發展趨勢來看，大致有以下可能：
（1）相對于變頻器產品技術和價格壓力而言，變頻器服務市場的技術要求會更高，價格壓力也將更重；
（2）變頻器制造商由于產品的通用型加強，在總線控制方面的公開程度越高，用戶的選擇余地會更大，就不一定要變頻器制造商來提供全方面的服務；
（3）系統集成商已經對變頻器的嵌入式應用程度進一步提升，在一個系統領域中，變頻器甚至只是一個小小的執行器節點，而系統集成商的作用將會更大；
（4）工業承銷商在不斷進取的基礎上，逐步具備了系統集成和變頻器服務的能力，占有率自然上升。
3、變頻器的節能市場分析
3.1節能是變頻器的重要領域和潛力市場之一
電機系統節能是國家發改委啟動的十大重點節能工程之一，國家發展規劃要求，當前應推廣變頻調速節能技術，即風機、水泵、壓縮機等通用機械系統采用變頻調速節能措施，工業機械采用交流電動機變頻工藝調速技術。在“十一五”期間，我國將實現電機系統運行效率提高2個百分點，形成年節電能力達200億千瓦時的目標。
據估算，我國電動機總裝機容量約5.8億千瓦，占全國總耗電量的60%～70%。其中，交流電動機占90%左右。目前各類電機的運行效率加權平均比國外低3%～5%，風機和泵的效率要比發達國家低2%～3%，整體在用的電機驅動系統運行效率比國外低近20%。如果按電動機總容量的10%進行調速改造，按年平均運行4000時、節電率20%～25%計算，年節電潛力為320億～400億千瓦時。加上為改善工藝流程而進行調速改造的電動機可帶來的節電潛力，總節電潛力約為500億千瓦時，相當于10000兆瓦裝機容量的火力發電廠的年發電量。由此可見，電機系統節能是目前中國節能市場上最具商業潛力的領域。
眾所周知，風機和水泵是變頻器節能的重要領域和潛力市場領域，其使用量占據變頻器市場份額的半壁江山。
3.2節能及能量反饋
采用變頻調速技術是節能降耗、改善控制性能、提高產品產量和質量的重要途徑，已在應用中取得了良好的應用效果和顯著的經濟效益。我們知道，提高效率主要有兩個重要途徑：
第一個途徑是通過變頻調速技術及其優化控制技術實現“按需供能”，即在滿足生產機械速度、轉矩和動態響應要求的前提下，盡量減少變頻裝置的輸入能量；
第二個途徑則是將由生產機械中儲存的動能或勢能轉換而來的電能及時地、高效地“回收”到電網，即通過有源逆變裝置將再生能量回饋到交流電網，在這個途徑中既可以節能降耗，又可以實現電動機的精確制動，提高電動機的動態性能。
通用變頻器大都為電壓型交—直—交變頻器，三相交流電首先通過二極管不控整流橋得到脈動直流電，再經電解電容濾波穩壓，最后經無源逆變輸出電壓、頻率可調的交流電給電動機供電。這類變頻器功率因數高、效率高、精度高、調速范圍寬，所以在工業中獲得廣泛應用。但是通用變頻器不能直接用于需要快速起、制動和頻繁正、反轉的調速系統，如高速電梯、礦用提升機、軋鋼機、大型龍門刨床、卷繞機構張力系統及機床主軸驅動系統等。因為這種系統要求電機四象限運行，當電機減速、制動或者帶位能性負載重物下放時，電機處于再生發電狀態。由于二極管不控整流器能量傳輸不可逆，產生的再生電能傳輸到直流側濾波電容上，產生泵升電壓。而以GTR、IGBT為代表的全控型器件耐壓較低，過高的泵升電壓有可能損壞開關器件、電解電容，甚至會破壞電機的絕緣，從而威脅系統安全工作，這就限制了通用變頻器的應用范圍。
（1）將反饋到直流回路的能量以制動電阻的熱能消耗掉的缺點
在這種情況下，要實現四象限運行只能通過外接制動單元和制動電阻來實現，也就是說將反饋到直流回路的能量以制動電阻的熱能消耗掉。所以說，這種制動方式又稱為能耗制動。該方法雖然簡單，但有如下嚴重缺點:
●浪費能量，降低了系統的效率；
●電阻發熱嚴重，影響系統的其他部分正常工作；
●簡單的能耗制動有時不能及時抑制快速制動產生的泵升電壓，限制了制動性能的提高（制動力矩大，調速范圍寬，動態性能好)。正是由于能量反饋在實現上的難度系數大，很多用戶甚至將此不作為節能看待，這是一個危險的信號。
（2）能量回饋系統的特點
能量反饋系統在實際運行中主要有二種方式：單獨的能量反饋裝置和能量回饋技術的新發展——雙PWM控制技術。
所謂能量反饋裝置，就是把有源逆變單元從變頻器中分離出來，直接作為變頻器的一個外圍裝置，可并聯到變頻器的直流側，將再生能量回饋到電網中。能量回饋單元的作用，就是取代原有的能耗電阻式制動單元，消除發熱源，改善現場電氣環境，可減少高溫對控制系統等部件的不良影響，延長了生產設備的使用壽命。同時由于能量回饋單元，能有效的將變頻器電容中儲存的電能回饋20％～40％左右。
能量反饋單元具有如下特點：
●降低運行成本，包括減少電能損耗、提高功率因數、改善電網運行質量等；
●提高制動能力，如果以傳統的標準制動電阻器與變頻器的組合，制動力矩大約為120%額定力矩/10s，10%ED；而VS-656RC5與變頻器的組合，制動轉矩則提高到150%額定轉矩/30s或者100%額定轉矩/1min（25%ED）或者80%額定轉矩/連續再生。送給交流電網，供周邊其他用電設備使用，則可節約生產用電，一般節電率可達20。
（3）雙PWM控制技術
雙PWM控制技術的工作原理:當電機處于拖動狀態時，能量由交流電網經整流器中間濾波電容充電，逆變器在PWM控制下降能量傳送到電機;當電機處于減速運行狀態時，由于負載慣性作用進入發電狀態，其再生能量經逆變器中開關元件和續流二極管向中間濾波電容充電，使中間直流電壓升高，此時整流器中開關元件在PWM控制下降能量饋如到交流電網，完成能量的雙向流動。同時由于PWM整流器閉環控制作用，使電網電流與電壓同頻同相位，提高了系統的功率因數，消除了網側諧波污染。
雙PWM控制技術打破了過去變頻器的統一結構，采用PWM整流器和PWM逆變器提高了系統功率因數，并且實現了電機的四象限運行，這給變頻器技術增添了新的生機，形成了高質量能量回饋技術的最新發展動態。
無論是能量反饋單元和雙PWM控制方式都能將能量反饋會電網，形成節能降耗、清潔生產的良好局面，其在變頻器節能領域的占有率將從目前不到3％快速上升到15%。
4、變頻器的工藝調速市場分析
目前，中國的設備控制水平與發達國家相比還比較低，制造工藝和效率都不高。但隨著中國加入WTO，產品質量和生產效率都需要面臨國際競爭，因此提高設備控制水平至關重要。由于變頻調速具有調速范圍廣、調速精度高、動態響應好等優點，在許多需要精確速度控制的應用中，變頻器正在發揮著提升工藝質量和生產效率的顯著作用，其市場容量占到整個變頻器市場容量的1/3左右。
應用變頻器可以提高工藝要求、提升產品質量，同時減輕了人工的勞動強度、提高了生產效率，可以說，變頻器在紡織、食品、飲料、包裝、造紙、機床、電梯等行業的應用前景和發展潛力都不可小覷。
比如應用在傳送帶上的變頻工藝控制系統，它采用一臺變頻器驅動生產線上的多臺傳送帶電機，根據所生產的產品，通過調整傳送帶的速度來提高生產率。在傳送帶上應用變頻工藝控制系統具有以下3個優點：
（1）提高生產率，通過設定變頻器的頻率，可控制傳送帶生產線的速度，從而達到了提高生產率達目的；
（2）可利用現有設備，可利用現有傳送帶上的齒輪馬達和現有的傳送帶進行改動；
（3）可用一臺變頻器來控制多數電動機的驅動，這些電動機均并接到一臺變頻器上，通過變頻器的頻率設定可以保證多臺電動機的同步運行。
4.1變頻工藝控制系統的優點
變頻工藝控制系統的優點在于它能大大地提高工藝的高效性，因為其變速不依賴于機械部分，具體表現特征如下：
（1）控制電機的啟動電流
當電機通過工頻直接啟動時，它將會產生7～8倍的電機額定電流。這個電流值將大大增加電機繞組的電應力并產生熱量，從而降低電機的壽命。而變頻調速則可以在零速零電壓啟動(當然可以適當加轉矩提升)。一旦頻率和電壓的關系建立，變頻器就可以按照V/F或矢量控制方式帶動負載進行工作。使用變頻調速能充分降低啟動電流，提高繞組承受力，用戶最直接的好處就是電機的維護成本將進一步降低、電機的壽命則相應增加。
這個對于輸送帶的起停控制、多段速控制尤其有效，由于電機經常處于開關或繞組切換狀態，使用了變頻器后，就可以保證電動機的運行壽命。
（2）可控的加速功能
變頻調速能在零速啟動并按照用戶的需要進行光滑地加速，而且其加速曲線也可以選擇(直線加速、S形加速或者自動加速)。而通過工頻啟動時對電機或相連的機械部分軸或齒輪都會產生劇烈的振動。這種振動將進一步加劇機械磨損和損耗，降低機械部件和電機的壽命。另外，變頻啟動還能應用在類似灌裝線上，以防止瓶子倒翻或損壞。
（3）可調的運行速度
運用變頻調速能優化工藝過程，并能根據工藝過程迅速改變，還能通過遠控PLC或其他控制器來實現速度變化。
（4）可調的轉矩極限
通過變頻調速后，能夠設置相應的轉矩極限來保護機械不致損壞，從而保證工藝過程的連續性和產品的可靠性。目前的變頻技術使得不僅轉矩極限可調，甚至轉矩的控制精度都能達到3％～5％左右。在工頻狀態下，電機只能通過檢測電流值或熱保護來進行控制，而無法像在變頻控制一樣設置精確的轉矩值來動作。
（5）受控的停止方式
如同可控的加速一樣，在變頻調速中，停止方式可以受控，并且有不同的停止方式可以選擇(減速停車、自由停車、減速停車＋直流制動)，同樣它能減少對機械部件和電機的沖擊，從而使整個系統更加可靠，壽命也會相應增加。
（6）可逆運行控制
在變頻器控制中，要實現可逆運行控制無須額外的可逆控制裝置，只需要改變輸出電壓的相序即可，這樣就能降低維護成本和節省安裝空間。
（7）減少機械傳動部件
由于目前矢量控制變頻器加上同步電機就能實現高效的轉矩輸出,從而節省齒輪箱等機械傳動部件,最終構成直接變頻傳動系統。從而就能降低成本和空間,提高穩定性。
當然，使用變頻器進行工藝控制，其優點還有很多，根據不同的工藝控制選擇不同的變頻器運行方式，所產生的效果也不一樣。
5、結束語
眾所周知，采用變頻調速技術是工業企業中節能降耗、保證工藝的重要途徑，在實際應用中取得的效果和效益有目共睹，本文試圖從市場的角度剖析變頻器的容量、占有率和主要的應用領域,與廣大讀者一同探討變頻器的發展。
1、引言
當今變頻器產業得到飛速發展，變頻器產品的產業化規模日趨壯大。交流變頻器自20世紀60年代左右問世，到20世紀80年代，在主要工業化國家已廣泛使用，而從20世紀90年代以來，隨著人們節能環保意識的加強，變頻器的應用越來越普及。
由于變頻器體積小、重量輕、精度高、工藝先進、功能豐富、保護齊全、可靠性高、操作簡便、通用性強、易形成閉環控制等優點，它優于以往的任何調速方式，如變極調速、調壓調速、滑差調速、串級調速、整流子電機調速、液力耦合調速等，因而深受鋼鐵、有色、石油、石化、化工、化纖、紡織、機械、電力、建材、煤炭、醫藥、造紙、卷煙、城市供水及污水處理等行業的歡迎。
我國的變頻器市場起步規模并不大，但是隨著國民經濟近幾年的快速增長，大大帶動了變頻器市場的容量，2005年其總體銷售業績在70億元左右，今后還將以平均8～12％左右的速度發展，市場容量的擴大也帶動了變頻器國產化和變頻成套柜集成規模。
2、變頻器的市場分析
2.1前景廣闊的中國變頻器市場
中國擁有龐大的產業群，并保持著持續穩定的發展；與國際接軌，眾多的企業需要提升國際競爭力；人們生活質量不斷提高等。這些都是變頻器市場的增長驅動力和更廣泛應用的基礎。
中國的變頻器市場在過去幾年內保持著12％～20％的高速增長，在2003年，由于工業行業及建筑業的迅猛發展以及各行業的大量投資，當年同比增長達到了近40％，市場規模超過了55億元人民幣。進入2004年，因2003年的市場基數突然增大，加上國家加強了對冶金、建材等行業的宏觀控制，變頻器市場增長率將大幅回落，但還是達到了11％左右，2004年變頻器的營業額達到了61億元左右的規模。到了2005年，隨著經濟的持續快速發展，變頻器的應用領域逐步開始朝向環保工業、水工業、HVAC領域發展滲透，據統計到年底變頻器市場規模已經達到70億元。
從總體上看，由于中國經濟的整體快速發展和中國加入WTO，市場對產品的要求將逐步提高，提升生產設備的水平勢在必行，用于生產工藝控制的變頻器將越來越多地被采用，另一方面，我國電力供需嚴重失衡，高峰季節的限閘拉電現象普遍，節能呼聲空前。因此，在未來3年內，中國變頻器市場仍將保持著快速增長。現在至少在10年以后，中國的變頻器市場才能飽和并趨于成熟，因此，中國的變頻器市場具有廣闊的發展空間。圖1所示是變頻器市場容量的趨勢圖。
圖1變頻器的市場容量趨勢圖
中國是能耗大國，在5.8億千瓦的電動機總容量中，只有不到2000萬千瓦的電動機是帶變頻控制的，變頻控制電機市場占有率不足4%。綜合多家市場機構的調查報告的數字分析，我國變頻器的市場潛力為1400億元～2000億元。
2.22005變頻器各品牌市場占有率
2005年變頻器在低壓領域的市場份額為60億元人民幣左右，不同品牌的市場營業額如下表1所示：
表1低壓變頻器市場品牌營業額
2005年變頻器在高領域的市場份額為10億元人民幣左右，其中國產品牌利德華福等品牌效應在逐漸形成，國產市場占有率已經達到30%左右。
2.3變頻器功率段的市場期望差異
國外資深調查機構drivemag第一次對變頻器功率段的市場期望值在2004年度進行問卷調查后，在2005年度再次進行調查，調查分析表明：變頻器在低功率段的競爭愈來愈激烈，且要求越來越高，而大功率段的變頻器依然還是個賣方市場。此次問卷的讀者覆蓋面更廣，涉及全球各大洲的60個國家，涉及近60個國際和區域品牌，制造商分布在北美、歐洲、日本和中國，行業遍及重工、輕工、市政公用等，問卷的主體依然是從事商務、操作和設計的人員。
圖2所示為用戶和廠商對于變頻器不同功率段的市場期望值的差異比較。與2004年度最大的區別在于對于高功率的預期，無論是用戶和廠商都有了15％的上浮，假如未來高功率市場如預期的那么樂觀，將來會有越來越多的廠商介入其中，一些原先只做到如75kW級中功率變頻器的廠商就會把功率段放高到280kW甚至400kW以上。隨著大量廠商的加入，高功率變頻器的價格會隨之下滑，用戶對廠商的產品供應鏈、服務環節就會更加嚴格。
圖2 用戶和廠商對于變頻器不同功率段的市場期望值的差異比較
2.4變頻器服務市場將進一步超值
變頻器的服務市場近年來為很多用戶和媒體所接受，因為變頻器不是一個單純的工業產品。在應用工況復雜、傳動的計算機控制程度高、工廠信息化要求與執行電機掛鉤的情況下，這時候用戶花費在變頻器系統設計、集成等上的服務費用將大大超過產品本身的價值，更可以達到6～8倍左右，比如在造紙生產線和冶金等行業應用。因此，變頻器的服務市場將可以分為變頻器安裝、調試、維護、維修、系統集成、系統設計等多方面所引發的綜合服務市場。
據調查中，變頻器服務市場的產值分布，2005年度比2004年度發生了一些明顯的變化，如變頻器制造商的占有率急驟下滑至18％、系統集成商的占有率則上升至48％、工業承銷商上升至10％。見表2。
表2變頻器服務市場的產值劃分
就變頻器服務市場的發展趨勢來看，大致有以下可能：
（1）相對于變頻器產品技術和價格壓力而言，變頻器服務市場的技術要求會更高，價格壓力也將更重；
（2）變頻器制造商由于產品的通用型加強，在總線控制方面的公開程度越高，用戶的選擇余地會更大，就不一定要變頻器制造商來提供全方面的服務；
（3）系統集成商已經對變頻器的嵌入式應用程度進一步提升，在一個系統領域中，變頻器甚至只是一個小小的執行器節點，而系統集成商的作用將會更大；
（4）工業承銷商在不斷進取的基礎上，逐步具備了系統集成和變頻器服務的能力，占有率自然上升。
3、變頻器的節能市場分析
3.1節能是變頻器的重要領域和潛力市場之一
電機系統節能是國家發改委啟動的十大重點節能工程之一，國家發展規劃要求，當前應推廣變頻調速節能技術，即風機、水泵、壓縮機等通用機械系統采用變頻調速節能措施，工業機械采用交流電動機變頻工藝調速技術。在“十一五”期間，我國將實現電機系統運行效率提高2個百分點，形成年節電能力達200億千瓦時的目標。
據估算，我國電動機總裝機容量約5.8億千瓦，占全國總耗電量的60%～70%。其中，交流電動機占90%左右。目前各類電機的運行效率加權平均比國外低3%～5%，風機和泵的效率要比發達國家低2%～3%，整體在用的電機驅動系統運行效率比國外低近20%。如果按電動機總容量的10%進行調速改造，按年平均運行4000時、節電率20%～25%計算，年節電潛力為320億～400億千瓦時。加上為改善工藝流程而進行調速改造的電動機可帶來的節電潛力，總節電潛力約為500億千瓦時，相當于10000兆瓦裝機容量的火力發電廠的年發電量。由此可見，電機系統節能是目前中國節能市場上最具商業潛力的領域。
眾所周知，風機和水泵是變頻器節能的重要領域和潛力市場領域，其使用量占據變頻器市場份額的半壁江山。
3.2節能及能量反饋
采用變頻調速技術是節能降耗、改善控制性能、提高產品產量和質量的重要途徑，已在應用中取得了良好的應用效果和顯著的經濟效益。我們知道，提高效率主要有兩個重要途徑：
第一個途徑是通過變頻調速技術及其優化控制技術實現“按需供能”，即在滿足生產機械速度、轉矩和動態響應要求的前提下，盡量減少變頻裝置的輸入能量；
第二個途徑則是將由生產機械中儲存的動能或勢能轉換而來的電能及時地、高效地“回收”到電網，即通過有源逆變裝置將再生能量回饋到交流電網，在這個途徑中既可以節能降耗，又可以實現電動機的精確制動，提高電動機的動態性能。
通用變頻器大都為電壓型交—直—交變頻器，三相交流電首先通過二極管不控整流橋得到脈動直流電，再經電解電容濾波穩壓，最后經無源逆變輸出電壓、頻率可調的交流電給電動機供電。這類變頻器功率因數高、效率高、精度高、調速范圍寬，所以在工業中獲得廣泛應用。但是通用變頻器不能直接用于需要快速起、制動和頻繁正、反轉的調速系統，如高速電梯、礦用提升機、軋鋼機、大型龍門刨床、卷繞機構張力系統及機床主軸驅動系統等。因為這種系統要求電機四象限運行，當電機減速、制動或者帶位能性負載重物下放時，電機處于再生發電狀態。由于二極管不控整流器能量傳輸不可逆，產生的再生電能傳輸到直流側濾波電容上，產生泵升電壓。而以GTR、IGBT為代表的全控型器件耐壓較低，過高的泵升電壓有可能損壞開關器件、電解電容，甚至會破壞電機的絕緣，從而威脅系統安全工作，這就限制了通用變頻器的應用范圍。
（1）將反饋到直流回路的能量以制動電阻的熱能消耗掉的缺點
在這種情況下，要實現四象限運行只能通過外接制動單元和制動電阻來實現，也就是說將反饋到直流回路的能量以制動電阻的熱能消耗掉。所以說，這種制動方式又稱為能耗制動。該方法雖然簡單，但有如下嚴重缺點:
●浪費能量，降低了系統的效率；
●電阻發熱嚴重，影響系統的其他部分正常工作；
●簡單的能耗制動有時不能及時抑制快速制動產生的泵升電壓，限制了制動性能的提高（制動力矩大，調速范圍寬，動態性能好)。正是由于能量反饋在實現上的難度系數大，很多用戶甚至將此不作為節能看待，這是一個危險的信號。
（2）能量回饋系統的特點
能量反饋系統在實際運行中主要有二種方式：單獨的能量反饋裝置和能量回饋技術的新發展——雙PWM控制技術。
所謂能量反饋裝置，就是把有源逆變單元從變頻器中分離出來，直接作為變頻器的一個外圍裝置，可并聯到變頻器的直流側，將再生能量回饋到電網中。能量回饋單元的作用，就是取代原有的能耗電阻式制動單元，消除發熱源，改善現場電氣環境，可減少高溫對控制系統等部件的不良影響，延長了生產設備的使用壽命。同時由于能量回饋單元，能有效的將變頻器電容中儲存的電能回饋20％～40％左右。
能量反饋單元具有如下特點：
●降低運行成本，包括減少電能損耗、提高功率因數、改善電網運行質量等；
●提高制動能力，如果以傳統的標準制動電阻器與變頻器的組合，制動力矩大約為120%額定力矩/10s，10%ED；而VS-656RC5與變頻器的組合，制動轉矩則提高到150%額定轉矩/30s或者100%額定轉矩/1min（25%ED）或者80%額定轉矩/連續再生。送給交流電網，供周邊其他用電設備使用，則可節約生產用電，一般節電率可達20。
（3）雙PWM控制技術
雙PWM控制技術的工作原理:當電機處于拖動狀態時，能量由交流電網經整流器中間濾波電容充電，逆變器在PWM控制下降能量傳送到電機;當電機處于減速運行狀態時，由于負載慣性作用進入發電狀態，其再生能量經逆變器中開關元件和續流二極管向中間濾波電容充電，使中間直流電壓升高，此時整流器中開關元件在PWM控制下降能量饋如到交流電網，完成能量的雙向流動。同時由于PWM整流器閉環控制作用，使電網電流與電壓同頻同相位，提高了系統的功率因數，消除了網側諧波污染。
雙PWM控制技術打破了過去變頻器的統一結構，采用PWM整流器和PWM逆變器提高了系統功率因數，并且實現了電機的四象限運行，這給變頻器技術增添了新的生機，形成了高質量能量回饋技術的最新發展動態。
無論是能量反饋單元和雙PWM控制方式都能將能量反饋會電網，形成節能降耗、清潔生產的良好局面，其在變頻器節能領域的占有率將從目前不到3％快速上升到15%。
4、變頻器的工藝調速市場分析
目前，中國的設備控制水平與發達國家相比還比較低，制造工藝和效率都不高。但隨著中國加入WTO，產品質量和生產效率都需要面臨國際競爭，因此提高設備控制水平至關重要。由于變頻調速具有調速范圍廣、調速精度高、動態響應好等優點，在許多需要精確速度控制的應用中，變頻器正在發揮著提升工藝質量和生產效率的顯著作用，其市場容量占到整個變頻器市場容量的1/3左右。
應用變頻器可以提高工藝要求、提升產品質量，同時減輕了人工的勞動強度、提高了生產效率，可以說，變頻器在紡織、食品、飲料、包裝、造紙、機床、電梯等行業的應用前景和發展潛力都不可小覷。
比如應用在傳送帶上的變頻工藝控制系統，它采用一臺變頻器驅動生產線上的多臺傳送帶電機，根據所生產的產品，通過調整傳送帶的速度來提高生產率。在傳送帶上應用變頻工藝控制系統具有以下3個優點：
（1）提高生產率，通過設定變頻器的頻率，可控制傳送帶生產線的速度，從而達到了提高生產率達目的；
（2）可利用現有設備，可利用現有傳送帶上的齒輪馬達和現有的傳送帶進行改動；
（3）可用一臺變頻器來控制多數電動機的驅動，這些電動機均并接到一臺變頻器上，通過變頻器的頻率設定可以保證多臺電動機的同步運行。
4.1變頻工藝控制系統的優點
變頻工藝控制系統的優點在于它能大大地提高工藝的高效性，因為其變速不依賴于機械部分，具體表現特征如下：
（1）控制電機的啟動電流
當電機通過工頻直接啟動時，它將會產生7～8倍的電機額定電流。這個電流值將大大增加電機繞組的電應力并產生熱量，從而降低電機的壽命。而變頻調速則可以在零速零電壓啟動(當然可以適當加轉矩提升)。一旦頻率和電壓的關系建立，變頻器就可以按照V/F或矢量控制方式帶動負載進行工作。使用變頻調速能充分降低啟動電流，提高繞組承受力，用戶最直接的好處就是電機的維護成本將進一步降低、電機的壽命則相應增加。
這個對于輸送帶的起停控制、多段速控制尤其有效，由于電機經常處于開關或繞組切換狀態，使用了變頻器后，就可以保證電動機的運行壽命。
（2）可控的加速功能
變頻調速能在零速啟動并按照用戶的需要進行光滑地加速，而且其加速曲線也可以選擇(直線加速、S形加速或者自動加速)。而通過工頻啟動時對電機或相連的機械部分軸或齒輪都會產生劇烈的振動。這種振動將進一步加劇機械磨損和損耗，降低機械部件和電機的壽命。另外，變頻啟動還能應用在類似灌裝線上，以防止瓶子倒翻或損壞。
（3）可調的運行速度
運用變頻調速能優化工藝過程，并能根據工藝過程迅速改變，還能通過遠控PLC或其他控制器來實現速度變化。
（4）可調的轉矩極限
通過變頻調速后，能夠設置相應的轉矩極限來保護機械不致損壞，從而保證工藝過程的連續性和產品的可靠性。目前的變頻技術使得不僅轉矩極限可調，甚至轉矩的控制精度都能達到3％～5％左右。在工頻狀態下，電機只能通過檢測電流值或熱保護來進行控制，而無法像在變頻控制一樣設置精確的轉矩值來動作。
（5）受控的停止方式
如同可控的加速一樣，在變頻調速中，停止方式可以受控，并且有不同的停止方式可以選擇(減速停車、自由停車、減速停車＋直流制動)，同樣它能減少對機械部件和電機的沖擊，從而使整個系統更加可靠，壽命也會相應增加。
（6）可逆運行控制
在變頻器控制中，要實現可逆運行控制無須額外的可逆控制裝置，只需要改變輸出電壓的相序即可，這樣就能降低維護成本和節省安裝空間。
（7）減少機械傳動部件
由于目前矢量控制變頻器加上同步電機就能實現高效的轉矩輸出,從而節省齒輪箱等機械傳動部件,最終構成直接變頻傳動系統。從而就能降低成本和空間,提高穩定性。
當然，使用變頻器進行工藝控制，其優點還有很多，根據不同的工藝控制選擇不同的變頻器運行方式，所產生的效果也不一樣。
5、結束語
眾所周知，采用變頻調速技術是工業企業中節能降耗、保證工藝的重要途徑，在實際應用中取得的效果和效益有目共睹，本文試圖從市場的角度剖析變頻器的容量、占有率和主要的應用領域,與廣大讀者一同探討變頻器的發展。
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編輯：Sepnova
來源：變頻器世界
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http:www.mangadaku.com/news/2006-12/20061219111527.html
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文章標簽： 變頻器/市場分析
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