台达AFE2000助力变频器再铸节能新辉煌 变频器将是电机节能中长期增长点
2011-04-14 09:44:27 来源:网络
【哔哥哔特导读】台达AFE2000助力变频器再铸节能新辉煌,变频器将是电机节能中长期增长点。
摘要: 台达AFE2000助力变频器再铸节能新辉煌,变频器将是电机节能中长期增长点。
台达AFE2000助力变频器再铸节能新辉煌
自上世纪80年代末,变频调速技术登上工业传动的历史舞台以来,变频调速技术就以其调速范围宽、调速精度高、工作效率高、控制灵活和使用方便等优点,成为最具影响力的工业自动化调速技术。但基于该技术发展的变频器也存在一些不足:无法实现制动回馈,导致电能的浪费;此外功率因数较低,DCBUS上的电流无法形成真正的正弦,间接地造成了电能不必要的浪费。为了改善变频器这种技术的不足,许多变频器厂商都提出了各种不同的解决办法,由台达电子集团机电事业部(IABU)研发的一款AFE2000主动式电源回升单元,在实际的应用中受到广大工程师的青睐。AFE2000采用有功无功电流解耦控制,通过CLA RK-PARK变换达到有功和无功的解耦控制,从而实现功率因数调整和能量回馈控制。同时,AFE2000可以与变频器组成一个能量回馈装置,实现变频调速系统的四象限运行
AFE2000与台达C-2000变频器搭配共同构成了四象限变频控制模式,这一控制模式突破了单个变频器在能量回馈技术方面的瓶颈。能量回馈一般分为两种,一种是只进行能量回馈,但是无法实现功率因数的改善;另一种是进行能量回馈,同时也进行功率因数的改善。AFE2000采用了基于三相PWM整流器开发的能量回馈单元,既可以进行能量回馈,同时也能实现功率因数的改善。AFE2000与台达C-2000变频器连接后,其控制功能增强,能同时进行功率因数与DCBUS电压的双重调整,AFE2000将回生能量通过IGBT逆向回馈至电网,再生能量回馈电网效率高达95%以上,改善传统的热电阻消耗的热能浪费、维修困难等缺点。AFE2000现在已经被广泛用于要求四象限负载的电梯、起重行业;同时也能满足要求长时间回馈能量的风力发电、水力发电行业。AFE2000与变频器的搭配使用,能够抛弃传统能耗很高的热能消耗方式,将回生能量充分利用,符合节能、环保、爱地球的理念,真正实现了绿色调频的理念。
作为国内变频器市场的主流产品和方案提供商之一,台达凭借其在研发、技术等方面的优势,生产出众多高效而节能的产品,基于AFE2000的四象限变频控制技术,在节能领域创造了一个新的辉煌,满足了众多行业的需求。面对着中国节能市场的巨大潜力,台达将继续开拓勇于创新的精神,为中国用户提供更加卓越的产品和服务,推动中国自动化行业的快速发展。
变频器将是电机节能中长期增长点
变频器是利用电力半导体器件的通断作用改变供电频率的电能控制装置。我国的风机、水泵、空气压缩机等大功率设备多采用交流恒速电动机,输出功率经常有很大的设计冗余,电机经常处于部分负载状况下运行,运行效率低。采用阀门、风门等设备调节输出功率造成了大量的能量浪费。而变频器可以根据电机不同的负荷工况进行匹配的能量输入,相对于非变频电机可节约平均 30%的电能, 因此是电机节能的理想方式。近年来我国变频器的国产化率大大提升,价格下降显著,投资回收期从过去的 4-5 年缩短至 1 年左右,为其大规模应用奠定了基础。
从“十一五”开始国家就出台多项政策支持和推广变频技术。2001 年国家经贸委在《能源节约与资源综合利用“十五”规划》 中将高压大功率变频调速技术作为重大发展技术。随后在 2006 年发改委确立“电机系统节能工程”为十大节能重点工程之一,并鼓励推广变频调速节能技术。即将出台的《节能环保产业发展规划》把以高效节能技术和装备为首的六大领域列为重点支持对象,其中包括电机节能设备。这些都为变频器未来几年的应用空间提供了政策保证。
变频器按照电压等级分类可分为低压、中压和高压变频器。业内通常按照主电路结构不同,把 3kV 以下的变频器归为中低压变频器,把 3kV 及以上的变频器归为高压变频器。高压变频器又可细分为通用高压变频器和高性能高压变频器两大类、通用高压变频器主要实现节能目的,主要应用于电力、矿业、冶金、水泥等领域的风机、泵类传动控制;高性能高压变频器运用矢量控制及能量回馈技术实现更为复杂的精密电机调速和工艺控制,适用于矿井提升机牵引、轧钢机变频传动、船舶驱动以及高速机车主传动等高端领域。
按照目前平均每 kW 高压变频器约 600元的价格估计,不考虑未来新增高压电机变频调速的需求,高压变频器的潜在市场高达 800亿元,其中高性能产品的市场容量在 100 亿元左右。但目前已经应用的高压变频器只有 50 亿元左右,仅占潜在市场的 6%。目前国内风机水泵用高压电机配置变频器不足 10%,而节能和工艺提升要求都会长期存在,这将支撑高压变频器市场的长期繁荣。 预计高压变频器市场未来将保持 30%的年复合增速。
与高压变频器相比,中低压变频器的应用领域更为广泛,几乎涵盖国民经济的各个行业。包括起重机械、纺织化纤、油气钻采、冶金、石化和化工、煤炭、建材等众多行业。我们预计我国中低压变频器市场未来将保持 15%以上的增长, 到2012 年,中低压变频器市场容量可达 190 亿元左右。其中低压变频器市场容量约 160亿元,中压变频器市场容量约 30 亿元。
在我国变频器市场容量不断扩大的同时,变频器品牌国产化率的提高也为内资企业释放了越来越多的市场空间。目前外交企业越来越转向技术壁垒和毛利率更高的高端产品,而内资企业获得了更多传统变频器产品的市场份额。特别是优秀内资品牌的进口替代趋势明显。在我国大力发展电机节能,提倡推广变频调速技术的政策背景下,变频器未来的增长空间十分确定。但是由于目前具体的政策措施尚未出台,变频器行业的增长时点可能要放在更长的时间区间里去看。
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本文就全新智能型中压变频器构建与智慧建筑设计及打造智能绿色工厂等方案的双碳实例研讨,解析出通过创新技术赋能实现碳中和的发展战略和可持续发展的多种举措及理念。
IPM模块是电机驱动变频器的最重要的功率器件, 近些年随着IPM模块的小型化使模块Rth(j-c)变大,从而对温升带来了越来越多的挑战;虽然芯片技术的进步会降低器件损耗,能一定程度缓解小型化的温升问题,但不断成熟的控制技术和成本控制也需要更有效的利用结温评估结果进行灵活保护。
国产变频器在配置时是否加装这些辅助器件。如交流电抗器,直流电抗器。这些辅助器件在变频器中的主要作用有提升输入侧的功率因数,滤波作用等。
当工频电机采用变频起动时,可以通过电源频率的增加,将起动电流控制在一定的范围,一般情况下,变频起动的电流在额定电流的2倍以下,起动转矩为额定转矩的0.7-1.2倍。
变频器是与变频电机配套使用的一种转换装置,从线路的配置上,变频器介于电机与工频电源之间,不同负载特性的电机应匹配不同性能的变频器。
水中空气吹出部分的压力损失增大,有20%左右与旋转速度有关,不是保持恒定的。变频器额定容量选择时,应比电动机额定值大20%,速度调节在额定速度20%以上进行。
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