变频器助力“节能风”在全球盛行

    随着国内制造业整体水平的升级，成本意识逐渐成为各行业关注的共识，因为这直接关系到企业的生存与发展。由于电气传动是制造业主要的耗能器件，在控制柜内占据空间也较大，所以企业对于传动技术的选择也决定了生产成本的高低，加之“节能风”在全球盛行，变频器就是在这样的需求下逐渐发展起来。

    纺织、电梯等行业是变频器应用的传统行业，随着这些传统行业发展方向的引导，变频器的应用也出现了很多新的特点。在这些领域，国内外的变频器产品可谓“百家争鸣”，竞争也十分激烈，如何在“红海市场”脱颖而出，变频器厂商无不在新技术、新理念上煞费苦心。我们特邀请到了来自上海三菱电梯有限公司产品开发二部电气科长朱武标与上海二纺机股份有限公司主任工程师陆贺卿，请他们介绍一下在电梯与纺织行业，变频器如何进行“蓝海创新”。

    变频器要通用还是要专用？

    据了解，在国内外的电梯行业中，杂梯、自动扶梯、自动人行道还大量采用非变频技术，其他电梯产品几乎都采用了VVVF变频技术。朱武标介绍，在业内一般讨论的电梯“变频系统”有两大派系：其中大型企业基本采用分立元器件组装的电梯专用变频系统，即：在控制柜的一定空间内相对分立地安装功率模块、大电容、驱动用控制印板，使其与整个控制系统融为一体；另外一个派系是，个别大型企业和绝大多数的中小企业，采用通用的变频器。这种变频器是一个完全独立的装置，可以向专门的变频器厂家独立采购。

    谈到专用变频器与通用变频器孰优孰劣，朱武标认为这个问题很难有确切的答案。他介绍说：“在国内，三菱电梯、通力电梯、东芝电梯、奥的斯电梯、日立电梯等公司均采用的是分立式的电梯专用变频系统。而XIZI-OTIS与一些中小型电梯整机企业，大多采用通用变频器。”

    同时，对于两者的应用前景，朱武标也给出了他的判断：“专用变频器由于大多是由电梯厂家自行开发的，所以很容易与其控制系统（电梯的控制系统）进行信息交流，可以做到电梯控制系统与驱动系统的无缝接合，这对于电梯的安全性、可靠性有重要意义。另外，由于专用变频装置是分立组装的，所以，若损坏了某一变频器件，只要更换该元器件即可，维修成本相对较小；而对于通用变频器来说，由于其输入、输出等接口资源有限，所以与电梯控制系统的信息交流受限。另外，若通用变频器某一元件损坏，则基本上要去更换整个变频器，其维修成本较高。”但他同时强调，由于专用变频器的分立性，其电磁兼容性能可能比较差，而通用变频器由于采用整体化设计，可以做到较好的电磁兼容性；另外，由于通用变频器的通用性，其生产成本可能较低，并且对于中小企业来说，有较大的采购选择余地和货比三家的机会。

    变频器产品性能提升应注重细节

    变频器技术的日新月异与行业需求的关系越来越紧密，有专家分析：新一代的变频器首先要实现全数字化，特别是分布式的具有通信、联网功能并具有可编程功能；行业专用的变频器要实现体积的小型化；网络化与系统化会减少生产成本，这一趋势也十分明显。但是在行业内，这些需求是不是用户最需要的呢？

    陆贺卿介绍，在他所在的上海二纺机，变频器已广泛应用于各道纺纱工序中，光从棉纺行业来说，包括从梳棉机、精梳机、并条机、粗纱机、细纱机、自动络筒机等，都已用到了变频器。

    目前在上海二纺机的纺织机型中，变频器的应用范围基本上已达到80％以上。由于采用变频器控制主电机可最大潜力挖掘电机的无功功率，充分利用和提高功率因素，从而达到节电节能。同时变频调速对加强纺织厂机电一体化，实现在线检测、显示和控制，提高对工艺过程的控制精度，保证产品质量有很好的效果。所以目前除了少部分老式的机型外，上海二纺机所有的常规机型和新机型都广泛使用了变频器。

    他强调，从用户的角度讲，变频器的散热性能是比较突出的问题。由于纺织厂环境温度高，不同品种的纺纱工艺湿度变化大。纺低支数纱时，纱棉飞絮现象十分严重。这就要求纺织设备在环境温度达到40℃，电气柜内温度达到60℃以上时，能稳定工作，并且不报警。目前，一般的中小型纺织厂环境卫生也不理想，工程师打开电气柜时，变频器常常是被大量的棉絮层所覆盖，这更要求变频器要有较低的发热量和较好的散热能力。

    在电梯方面，安全性能始终是第一要素。朱武标认为，变频器产品在电磁兼容性方面将更加合理，使其对于外界的干扰越来越小。同时，对于更加节能的矩阵变频，将由于其可靠性的提高而逐渐应用到包括电梯的各个工业电机控制领域。

   变频器“蓝海创新”需考虑行业需求

    变频器应用领域不仅仅是电梯、纺织行业，但其发展代表的是整个驱动控制领域的技术进步。

    朱武标介绍，在电梯行业，变频器将向大容量领域发展，小功率的应用也将更加普遍；功率器件及变频器整体的功率损耗将越来越小，变频器的能效越来越高；带有能量回馈功能的变频器将逐渐在电梯领域普及，应用超级电容等大型蓄能器件的变频器也将会在电梯的变频驱动领域中出现。陆贺卿则认为，在纺织行业，变频与传动技术目前正朝着多轴同步传动驱动、现场总线网络化控制等新技术的方向发展。一个变频器已能够同时控制多个轴，进行精确同步运转。但不可忽略的是，在长期运转时，尚有一定的故障率，其稳定性和可靠性还有待改善。

    另外，朱武标还提到了变频技术与控制技术的结合——一体化控制器。这种产品的出现使得电梯控制系统（包括电梯驱动、控制管理系统）实现高度集成化，这有利于电梯控制系统的小型化，节省占用空间，也有利于生产电梯控制系统的非电梯整机厂的技术进步。但朱武标强调，这种“一体化控制”的思想应该是相对较小规格电梯的一种趋势。对于中高速电梯等较大规格电梯，由于系统容量较大，这并不一定可行。同时，在性能方面，朱武标认为，要注重集成后的控制系统的高可靠性和今后维保的便捷性与低成本。