电容器串联电抗器一般采用环氧玻纤维多包封并联结构,根据安装场地的特点,采用三相垂直叠放,三相水平”△”和三相水平”-”型分布。
南方地区变电站发生多起串联电抗器运行当中外绝缘层开裂现象,严重时已影响安全运行.在风调的组织下生产厂家和运行管理部门进行了详细的分析.在网调的组织下生产厂家和运行管理部门进行了详细的分析,通过对比不同的运行条件和气候原因,查找发现因为电容器组是额定负荷运行,运行电流较大,正常西门子变频器运行中负荷电流达1000A,在这样大电流作用下,串联电抗器运行温升接近100℃,如退出运行时正遇暴雨天气,电抗器表面温度迅速下降,短时间内热胀冷缩的变化是造成串联电抗器表面开裂的主要原因.因此网调在工作要求中要求现场值班人员在天气突变的时候尽量少地改变电容器的运行方式。
1│市场概述
A.增长率
10年至11年,我国低压变频器市场的增长速度都**过15%,远**过同期的GDP增速,主要原因在于“四万亿投资”的刺激,市场的应用领域也在不断扩大,用户端需求也越来越多样化。
2012-2013年是分水岭,业绩下滑较严重,主要原因在于“四万亿投资”已经接近尾声,企业资金短缺,许多变频器订单被取消。
2014年,中国工业逐渐趋于稳定,与民生、消费相关的行业(例如食品饮料、包装、电子等行业)处于稳定增长,带动OEM行业自动化市场的回暖。
长期而言,即未来的3-5年,低压变频器市场仍将处于稳定增长状态,增长均速在5-6%。快速增长行业集中在基础建设、油气管网建设、清洁能源行业,变频器存量市场也将成为拉动低压变频器增长的一大动力。
B.市场份额
2014年变频器市场份额和排名情况如下:
**集团以ABB、西门子为代表。市场规**围在15亿以上,重点涉及领域为高端及中端市场应用领域,其市场特点为产品线全,功率段覆盖范围广,产品主要应用于项目型市场及高端OEM市场。
*二集团以汇川、台达、安川、施耐德以及三菱为代表,市场规**围为10亿左右,其所有市场都会涉及,但是专注于OEM和高端风机泵类市场的群体,竞争日趋激烈。一方面西门子等高端公司开始进一步重视中端市场;另一方面,低端的市场的成长威胁日益加重,其产品应用于各行业。可以预测,这一集团的厂商数量会进一步增加,而价格则存在向低端市场滑落的可能性。
*三集团:这里主要指艾默生、罗克韦尔和森兰等,市场规**围为2-5亿,由于规模相差不多,所以排名和份额也不明朗。重点涉及中端及低端市场的应用领域,产品应用主要集中于OEM机械设备中。
最后是本土的零散供应商,数目仍在增加,除去少数几个技术导向的公司,多数公司没有明确的成长目标和潜力。市场仍在无序竞争中。
C.分析与评论
变频器市场分额的首要特点是分散,亿元以上供应商接近30家,而其他较小厂商(多为本土)则以百计。其中,ABB,西门子市场占比较大。
2014年ABB、富士、海泰克业绩表现较差。ABB14年同比增长0.7%,ABB工程变频下滑较为严重,多个工程取消及延后严重影响ABB变频器业绩。
富士14年同比略有增长,增幅1.8%。富士因为渠道整合不成功,渠道管理较混乱,许多代理商放弃富士的代理,影响业绩增长。
海泰克内部政策和渠道管理较混乱,再加上14年工程行业订单少导致14年同比下滑17%。
2014年西门子、三菱、汇川、英威腾低压变频器快速增长。
西门子2014年同比增长14.7%,业绩增长主要集中在上半年。西门子上半年变频器大幅度增长的主要原因是西门子去年将物流中心从上海搬至苏州,下半年未能及时给代理商交货,导致代理商2014年上半年大量进货。
2014年英威腾同比增长13%,2014年英威腾接了一些大项目,抢到安川流失的电梯行业客户也是增长的一大原因,另外在电梯行业发展较快。
D.中端市场的竞争
由于高端市场(大传动、提升负载)的门槛较高,使得中端市场的供应商很难在短期内企及。而中端市场(高端风机泵类以及OEM)的巨大规模则吸引着高端供应商自上而下,以及低端供应商的向上冲击。
可以预见,在未来一段时间,中端市场竞争将更加激烈。首先受影响的是价格,但长远而言,更先进的生意模式和客户服务才是取得成功的关键。
2│市场规模与细分
谈论变频器市场,大家动辄就会使用百亿市场这一论述。但是对于多数的市场参与者,只能触及到部分的市场,或者在不同的市场细分,有着强弱不同的表现,需要制定不同的策略去适应不同的游戏规则。这就是市场细分的意义所在。
通常,变频器以电压、功率、负载类型、行业(项目Vs.OEM)等标准进行细分。
A.电压
在本报告中,以低压变频器为研究对象,不涉及690V以上产品。
400V以上产品,实际上是大多数低压变频器制造商不涉及的,仅有ABB和Siemens两家主要供应商。即使在他们内部,690V产品也归属到另外部门,而不与400V以下产品在一起。
400V以下变频器是一个较为拥挤的领域,参与厂商多,产品多,竞争激烈;而690V低压变频器是参与厂商少,竞争局面较为稳定,是一个有发展潜力的领域。
B.功率
不同的功率段面对不同的用户群体,并且往往有不同的供应商。
按照不同的用户群体分为四个部分:<=7.5KW,11-30KW,37-90KW,及>=110KW,其中30KW以下变频器的应用较为普遍。
大功率传动主要在项目市场,或者大型机械设备。厂商也以欧美系为主,例如西门子,ABB。
中等功率开始复杂化,有传统的风机水泵应用,也有复杂的机械应用或者项目应用。供应品牌驳杂,各大供应商皆有涉及该工艺手段。
小功率则以机械应用为代表,主要是日系厂商,和部分欧美及闽台厂商,例如台达、富士、三菱等。
C.负载类型
提升负载主要指起重和电梯,也包含其他行业涉及到的提升类应用。目前而言,以ABB、Siemens和Yaskawa为主。
机械负载占据市场的一半以上,包括纺织机械、包装机械等主流机械设备,也包含非OEM领域的机械应用,这一市场在经济危机下受影响较大。
风机泵类是较常见的应用,技术要求低,大多数厂商都能生产,是市场的低端。
按照不同的应用负载,将低压变频器的负载类型分为提升负载,机械负载及风机水泵。其中:
提升负载主要指起重和电梯,也包含其他行业涉及到的提升类应用。目前而言,以ABB、Siemens和Yaskawa为主。13年因为电梯行业增长较快,提升负载类变频器份额有所上升。
机械负载占据市场的一半以上,包括纺织机械、包装机械等主流机械设备,也包含非OEM领域的机械应用。
风机泵类是较常见的应用,技术要求低,大多数厂商都能生产。是市场的低端。
D.行业
首先把行业分成两个集群:项目型和OEM型。变频器应用广泛,在各行各业,甚至可以说只要有电机的地方就会有涉及。从市场的规模看,项目和OEM接近持平。但是其应用的变频器还是有很大不同的。
项目市场可以划分为两块,一为常规的风机泵类市场,各个工业的公用工程都归属到这一块。另外,就是较为特殊的传动应用,譬如钢铁中的轧制环节等,其要求是**常规的风机泵要求的,是较为高端的一块。项目市场在经济危机中受到的影响相对较小。国家推行投资计划后,受益会较多,预计会较快恢复。
OEM主要指机械类市场。这部分市场受到经济形势的影响较大,增长缓慢。并且在短期内恢复困难。
项目型市场2014年变频器市场规模占14年低压变频器市场的48.2%,其中化工、冶金业绩较为**,占项目型市场变频器的32.3%,占低压变频器整体市场的15.6%。
在项目性市场主要分为以下两个方面:
常规的风机泵类市场,主要用于各个工业的公用工程;
传动应用,其要求是**常规的风机泵要求的,是较为高端的一块领域,譬如钢铁中的轧制环节等。
2014年变频器变现比较**的行业有化工、公共设施、交通运输、油气及石油石化,煤化工、新型材料等新兴化工行业投资持续增长,以及能源需求的持续上涨和国家的能源储备、油田数字化战略等战略刺激变频器行业的增长。
OEM市场2014年变频器市场规模占14年低压变频器市场的51.8%,其中纺织机械、电梯、起重业绩较为**,占OEM市场变频器的52.7%,占低压变频器整体市场的27.3%。
在中国,西门子变频器总代理商多吗?毋庸置疑西门子变频器中国代理商有很多,西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的**变频器品牌,主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。并以其稳定的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、**强的过载能力、创新的BiCo(内部功能互联)功能以及无可比拟的灵活性,在变频器市场占据着重要的地位。
一、西门子变频器中国总代理商服务介绍
西门子变频器以其强大的品牌效应,打破了以前日本品牌变频器在中国市场上的垄断地位,据有关专业市场调研机构的统计,西门子的高低压变频器在中国市场上已****。
西门子变频器在中国市场的使用较早是在钢铁行业,
西门子变频器(图1)然而在当时电机调速还是以直流调速为主,变频器的应用还是一个新兴的市场,但随着电子元器件的不断发展以及控制理论的不断成熟,变频调速已逐步取代了直流调速,成为驱动产品的主流,西门子变频器因其强大的品牌效应在这巨大的中国市场中取得了**规模的发展,西门子在中国变频器市场的成功发展应该说是西门子品牌与技术的**结合。在中国市场上我们能碰到的早期的西门子变频器主要有电流源的SIMOVERT A,以及电压源的SIMOVERT P,这些变频器也主要由于设备的引进而一起进入了中国的市场,目前仍有少量的使用,而其后在中国市场大量销售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西门子变频器较为成功的一个系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我们常说的6SE70系列。它不仅提供了通用场合使用的AC变频器,也提供了在造纸,化纤等特殊行业要求使用的多电机传动的直流母线方案。当然西门子也推出了在我个人看来技术上比较失败然而在市场上却相当成功的ECO变频器,在技术上的失败主要是由于它有太高的故障率,市场上的成功主要是因为它追赶了富士变频器成为中国市场的**品牌。现在西门子在中国市场上的主要机型就是MM420,MM440.6SE70系列。
二、西门子变频器中国总代理商产品控制参数
变频器日常使用中出现的一些问题,很多情况下都是因为变频器参数设置不当引起的。西门子变频器可设置的参数有几千个,只有系统地、合适地、准确地设置参数才能充分利用变频器性能。 [1]
变频器控制方式的选择由负荷的力矩特性所决定,电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定:
p= t n/ 9550
式中:p——电动机功率(kw)
t——转矩(n. m)
n——转速(r/ min)
转矩t与转速n的关系根据负载种类大体可分为3种[2]。
(1)即使速度变化转矩也不大变化的恒转矩负载,此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机等。
(2)随着转速的降低,转矩按转速的平方减小的负载。此类负载如风机、各种液体泵等。
(3)转速越高,转矩越小的恒功率负载。此类负载如轧机、机床主轴、卷取机等。
变频器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有线性v/f控制、抛物线特性v/f控制。将变频器参数p1300设为0,变频器工作于线性
v/f控制方式,将使调速时的磁通与励磁电流基本不变。适用于工作转速不在低频段的一般恒转矩调速对象。
将p1300设为2,变频器工作于抛物线特性v/f控制方式,这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率n近似地与转速n的3次方成正比。其转矩m近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载,如果变频器的v/f特性是线性关系,则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩,从而造成功率因数和效率的严重下降。为了适应这种负载的需要,使电压随着输出频率的减小以平方关系减小,从而减小电机的磁通和励磁电流,使功率因数保持在适当的范围内。
可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p1312在0至250之间设置合适的值,具有起动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题。适用于大起动转矩的调速对象。
变频器v/f控制方式驱动电机时,在某些频率段,电机的电流、转速会发生振荡,严重时系统无法运行,甚至在加速过程中出现过电流保护,使得电机不能正常启动,在电机轻载或转矩惯量较小时更为严重。可以根据系统出现振荡的频率点,在v/f曲线上设置跳转点及跳转频带宽度,当电机加速时可以自动跳过这些频率段,保证系统能够正常运行。从p1091至p1094可以设定4个不同的跳转点,设置p1101确定跳转频带宽度。
有些负载在特定的频率下需要电机提供特定的转矩,用可编程的v/f控制对应设置变频器参数即可得到所需控制曲线。设置p1320、p1322、p1324确定可编程的v/f特性频率座标,对应的p1321、p1323、p1325为可编程的v/f 特性电压座标。
参数p1300设置为20,变频器工作于矢量控制。这种控制相对完善,调速范围宽,低速范围起动力矩高,精度高达0.01%,响应很快,高精度调速都采用svpwm矢量控制方式。
参数p1300设置为22,变频器工作于矢量转矩控制。这种控制方式是目前国际上较先进的控制方式,其他方式是模拟直流电动机的参数,进行保角变换而进行调节控制的,矢量转矩控制是直接取交流电动机参数进行控制,控制简单,精确度高。
三、西门子变频器中国总代理商产品常见型号
MicroMaster440
西门子变频器MicroMaster440是全新一代可以广泛应用的多功能标准变频器。
它采用高性能的矢量控制技术,提供低速高转矩输出和良好的动态特性,同时具备**强的过载能力,以满足广泛的应用场合。创新的BiCo(内部功能互联)功能有无可比拟的灵活性。
主要特征:
200V-240V ±10%,单相/三相,交流,0.12kW-45kW; 380V-480V±10%,三相,交流,0.37kW-250kW;
矢量控制方式,可构成闭环矢量控制,闭环转矩控制;
高过载能力,内置制动单元;
三组参数切换功能。控制功能: 线性v/f控制,平方v/f控制,可编程多点设定v/f控制,磁通电流控制免测速矢量控制,闭环矢量控制,闭环转矩控制,节能控制模式;
标准参数结构,标准调试软件;
数字量输入6个,模拟量输入2个,模拟量输出2个,继电器输出3个;
独立I/O端子板,方便维护;
采用BiCo技术,实现I/O端口自由连接;
内置PID控制器,参数自整定;
集成RS485通讯接口,可选PROFIBUS-DP/Device-Net通讯模块;
具有15个固定频率,4个跳转频率,可编程;
可实现主/从控制及力矩控制方式;
在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能;
灵活的斜坡函数发生器,带有起始段和结束段的平滑特性;
快速电流限制(FCL),防止运行中不应有的跳闸;
有直流制动和复合制动方式提高制动性能。
保护功能:
过载能力为200%额定负载电流,持续时间3秒和150%额定负载电流,持续时间60秒;
过电压、欠电压保护;
变频器、电机过热保护;
接地故障保护,短路保护;
闭锁电机保护,防止失速保护;
采用PIN编号实现参数连锁。
MicroMaster430
西门子变频器MicroMaster430是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载*。功率范围7.5kW至250kW。它按照**要求设计,并使用内部功能互联(BiCo)技术,具有高度可靠性和灵活性。控制软件可以实现**功能:多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。
主要特征:
380V-480V±10%,三相,交流,7.5kW-250kW;
风机和泵类变转矩负载**;
牢固的EMC(电磁兼容性)设计;
控制信号的快速响应;
控制功能:
线性v/f控制,并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制(FCC),多点v/f控制;
内置PID控制器;
快速电流限制,防止运行中不应有的跳闸;
数字量输入6个,模拟量输入2个,模拟量输出2个,继电器输出3个;
具有15个固定频率,4个跳转频率,可编程;
采用BiCo技术,实现I/O端口自由连接;
集成RS485通讯接口,可选PROFIBUS-DP通讯模块;
灵活的斜坡函数发生器,可选平滑功能;
三组参数切换功能:电机数据切换,命令数据切换;
风机和泵类**功能:
多泵切换;
旁路功能;
手动/自动切换;
断带及缺水检测 ;
节能方式;
保护功能:
过载能力为140%额定负载电流,持续时间3秒和110%额定负载电流,持续时间60秒;
过电压、欠电压保护;
变频器过温保护;
接地故障保护,短路保护;
I2t电动机过热保护;
PTC Y电机保护。
西门子变频器MicroMaster420
西门子变频器MicroMaster420是全新一代模块化设计的多功能标准变频器。它友好的用户界面,让你的安装、操作和控制象玩游戏一样灵活方便。全新的IGBT技术、强大的通讯能力、精确的控制性能、和高可靠性都让控制变成一种乐趣。
主要特征:
200V-240V ±10%,单相/三相,交流,0.12kW-5.5kW;
380V-480V±10%,三相,交流,0.37kW-11kW;
模块化结构设计,具有较多的灵活性;
标准参数访问结构,操作方便。
控制功能:
线性v/f控制,平方v/f控制,可编程多点设定v/f控制;
磁通电流控制(FCC),可以改善动态响应特性;
较新的IGBT技术,数字微处理器控制;
数字量输入3个,模拟量输入1个,模拟量输出1个,继电器输出1个;
集成RS485通讯接口,可选PROFIBUS-DP通讯模块/Device-Net模板;
具有7个固定频率,4个跳转频率,可编程;
捕捉再起动功能;
在电源消失或故障时具有“自动再起动”功能;
灵活的斜坡函数发生器,带有起始段和结束段的平滑特性;
快速电流限制(FCL),防止运行中不应有的跳闸;
有直流制动和复合制动方式提高制动性能;
采用BiCo技术,实现I/O端口自由连接。
保护功能:
过载能力为150%额定负载电流,持续时间60秒;
过电压、欠电压保护;
变频器过温保护;
接地故障保护,短路保护;
I2t电动机过热保护;
采用PTC通过数字端接入的电机过热保护;
采用PIN编号实现参数连锁;
闭锁电机保护,防止失速保护。
西门子G120C紧凑型变频器
SINAMICS G120C紧凑型变频器,在许多方面为同类变频器的设计树立了**。包括它紧凑的尺寸,便捷的快速调试,简单的面板操作,方便友好的维护以及丰富的集成功能都将成为新的标准。
SINAMICS G120C是专门为满足OEM用户对于高性价比和节省空间的要求而设计的变频器,同时它还具有操作简单和功能丰富的特点。这个系列的变频器与同类相比相同的功率具有更小的尺寸,并且它安装快速,调试简便,以及它友好的用户接线方式和简单的调试工具都使它与众不同。集成众多功能:安全功能(STO,可通过端子或PROFIsafe激活),多种可选的通用的现场总线接口,以及用于参数拷贝的存储卡槽。
SINAMICS G120C 变频器包含三个不同的尺寸功率范围从0.55kW到18.5kW。为了提高能效,变频器集成了矢量控制实现能量的优化利用并自动降低了磁通。该系列的变频器是全集成自动化的组成部分,并且可选PROFIBUS, Modbus RTU,CAN以及USS 等通讯接口。操作控制和调试可以快速简单地采用PC机通过USB接口,或者采用BOP-2(基本操作面板)或IOP(智能操作面板)来实现
四、西门子变频器中国总代理商产品的日常维护
操作人员必须熟悉西门子变频器的基本工作原理、功能特点,
西门子变频器(图3)具有电工操作常识。在对变频器日常维护之前,必须保证设备总电源全部切断;并且在变频器显示完全消失的3-30分钟(根据变频器的功率)后再进行。应注意检查电网电压,改善变频器、电机及线路的周边环境,定期清除变频器内部灰尘,通过加强设备管理较大限度地降低变频器的故障率。
1、冷却风扇
变频器的功率模块是发热较严重的器件,其连续工作所产生的热量必须要及时排出,一般风扇的寿命大约为20kh~40kh。按变频器连续运行折算为3~5年就要更换一次风扇,避免因散热不良引发故障。
2、滤波电容
中间电路滤波电容:又称电解电容,该电容的作用:滤除整流后的电压纹波,还在整流与逆变器之间起去耦作用,以消除相互干扰,还为电动机提供必要的无功功率,要承受较大的脉冲电流,所以使用寿命短,因其要在工作中储能,所以必须长期通电,它连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加速其电解液的干涸,直接影响其容量的大小。正常情况下电容的使用寿命为5年。建议每年定期检查电容容量一次,一般其容量减少20%以上应更换。
3、防腐剂的使用
因一些公司的生产特性,各电气mcc室的腐蚀气体浓度过大,致使很多电气设备因腐蚀损坏(包括变频器)。
为了解决以上问题可安装一套空调系统,用正压新鲜风来改善环境条件。为减少腐蚀性气体对电路板上元器件的腐蚀,还可要求变频器生产厂家对线路板进行防腐加工,维修后也要喷涂防腐剂,有效地降低了变频器的故障率,提高了使用效率。
4、给变频器除尘:变频器根据使用环境的不同,应定期检查散热通道、及电路板中有无积累灰尘,一般每半年清理一次,至少也要一年清理一次,以确保变频器散热良好,使其避免因散热不良而引发故障。
在保养的同时要仔细检查变频器,定期送电,带电机工作在2hz 的低频约10分钟,以确保变频器工作正常。