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软启动器的发展趋势—能曼邀你一起了解

编辑:能曼电气│ 发表时间: 2019/5/15│ 浏览次数:496

    前面我们讲了“软启动器应用在大中型电动机上是必然的趋势”,既然软启动器应用如此重要,那今天我们就跟着软启动器厂家能曼小编一起了解一下当今软启动器的发展趋势吧!

    电机行业,特别是中小型电机行业的产品型号、种类较多,所涉及的下游行业较多,整体耗电量巨大。上述特点导致中小电机行业的发展呈现出高效化、专业化、定制化的特点。
(1)高效节能化
电机产品通过优化自身的电磁及结构设计、采用新材料、使用新设备和运用先进的制造工艺,降低电机的铜、铁、杂散以及机械损耗,提高能量转化过程中的利用水平。电机产品,特别是中小型电机广泛的设计工业的各个领域,其能源使用效率的提升对于节约电力资源、提高企业经济效益和保护环境等方面均有重要的意义,是我国完成节能减排目标的重要途径。
    我国的经济持续高速发展也使得我国已经成为了全球第一大能源消耗国。我国政府在哥本哈根会议期间承诺:“到 2020 年,中国单位 GDP 能耗和二氧化碳排放比2005年下降40%-45%”。“十二五”规划明确提出:在“十二五”期间,单位GDP能耗和二氧化碳排放分别降低16%和17%。中国在巴黎大会召开前提交的国家自主贡献文件中,提出将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值,并争取尽早实现,2030 年单位国内生产总值二氧化碳排放比 2005 年下降 60%到65%。面向未来,中国将把生态文明建设作为“十三五”规划重要内容,落实创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,通过科技创新和体制机制创新,实施优化产业结构、构建低碳能源体系、发展绿色建筑和低碳交通、建立全国碳排放交易市场等一系列政策措施,形成人和自然和谐发展现代化建设新格局。
    在能源生产、能源输送和能源消费三个环节同时采用有效措施提高能源利用效率是在保持经济持续发展的同时降低单位GDP的能耗的唯一方法。电力消费占总的能源消费 50%以上,而电机用电量又占全社会用电量的 50%以上。因此,提高电机能效成为我国实现节能减排政策中的必要手段。电机及系统效率的提升已成为节能减排潜力最大的产业之一。国际上,各国政府和组织纷纷研究不同应用领域、不同工业部门的各种各样电机系统的节能方案,制定节能导则、标准、法规,并开发相关绿色节能产品,如:IEC 统一全球的电动机能效和测试方法标准:欧盟的EuroDEEM、美国MMASTER等电机系统节能平台,欧盟的生态设计计划等。随着我国积极推动和扶持高效电机及电机系统节能工程的开展,以及史上最严“环保法”的全面推行,高效、超高效的中小型电机、调速专用电机、永磁电机、电机系统节能等产品的开发和绿色节能技术的应用已成电机产品发展的必然选择。
(2)专业定制化
    中小型电机行业下游行业包括冶金、电力、石化、矿山、建材、市政、水利等多个领域。下游行业提高自身能源利用效率和生产专业化的需求促使中小电机行业为下游客户开发出符合其自身特点的专业性、高效性的电机产品。中小型电机行业根据下游客户的特点开发定制化的防爆电机、变频电机、双速电机等产品不仅有利于提高客户的用电效率,而且有利于电机制造企业强化产品研发能力形成核心竞争力,提高行业地位。
    为了最大化的提升终端客户的能源使用效率,中小型电机生产企业不仅需要为水泵、风机、压缩机制造商提供专业化的通用型号的电机产品还需要根据终端客户的需求,参与到水泵、风机、压缩机制造商的产品设计和研发过程中,根据产品的性能需求,为其定制化设计和制造相适应的电机产品。通过深入参与下游产品的设计和研发,强化公司产品市场适应性的同时进一步强化公司与下游客户的合作关系,为巩固和扩大公司产品的市场占有率提供有效的保障。
(3)智能自动化
    目前,国际上先进的电机系统已集成了诊断、保护、控制、通讯等功能,可实现电机系统的自我诊断、自我保护、自我调速、远程控制等智能化、自动化操控。随着我国装备制造业向高、精、尖方向发展及工业化、信息化两化发展的融合,电机系统智能化发展已成必然趋势。
    针对工业领域使用的中小型电机系统,研究电机、负载、调速控制系统的合理匹配、优化设计及节能控制等技术,开发内反馈调速电机及系统、双馈电机节能控制装置、相控节能控制装置、电机系统能效分析及管理软件等,实现电机系统控制、传感、驱动等功能的集成设计制造,满足不同工况及负载特性的需求,已经被越来越多的企业所接受。
(4)集成一体化
    随着电力电子技术、计算机技术、微电子技术及控制理论的发展和应用,中小型电机应用领域日益广泛。为实现优质、高效和低成本的运行,中小型电机在各种不同的工况下与计算机、电机控制器、功率变换器、传感器等诸多方面连接,还往往要与后级的执行机构和负载(如各种机械、液压、气动装置)整合起来。
    这样,电机已不仅仅只是一个零部件级的执行机构,而是一个可以实现预定功能的完整的机电一体化系统。国际上,ABB、西门子、三菱等都已从电机制造企业发展为国际知名的电机及控制系统生产企业,其产品范围已从电机为核心,延伸到变频器、软启动器等电机控制领域,体现出了较大的技术和竞争优势,占据了较大的市场份额。我国一些电机制造企业已开始关注并研究电机控制技术,在实现电机系统集成、参数优化匹配及控制一体化等方面进行了有益的探索并推出了较为成熟的产品。
电机广泛应用于冶金、电力、石化、煤炭、矿山、建材、造纸、市政、水利、造船、港口装卸等领域,凡需要将电能转化为机械能或将机械能转化为电能的地方都必须用到电机,电机行业整体上具有巨大的市场容量。
    根据国际通用估算方法,电动机装机容量为发电机装机容量的 2.5-3.5 倍,今后较长一段时间,我国电动机产量还将持续扩大,预计到2020年,发电机装机容量达到人均 1 千瓦(美国目前人均 3 千瓦),而我国电动机的装机容量将达到 45亿千瓦左右,目前我国电动机的装机容量在 12 亿千瓦左右,新增的 30 多亿千瓦将为高效节能电机、专用电机带来巨大的市场空间。未来的电机需求主要分为两个方面:一是增量需求,即每年新增的电机需求;二是存量需求,即把旧电机替换为新电机,特别是高效节能电机替换传统电机。其中,交流电机的市场占电机市场的绝大部分,因此可以用交流电机产量近似替代电机行业总产量。
    据国家统计局的相关资料,2001-2013 年期间我国交流电动机总产量从6,263.27 万千瓦/年提高到27,914.60 万千瓦/年,年复合增长率为 13.26%。电机行业属于与GDP增速高度相关的行业,在全球经济低速增长的趋势下,国内经济面临增速放缓和通胀的双重压力,“十二五”期间我国 GDP 规划平均增速下调至7%。电机行业也面临着总需求不足、产能相对过剩等因素的影响,增速下滑甚至出现负增长。但从长远角度来看,我国仍处于快速发展的阶段,随着我国城镇化进程的加快和老旧设备更新换代,冶金、钢铁、水泥、电力、船舶等基础工业对各类电机的需求稳步提升,电机行业仍将快速稳步发展。此外,中小型电机领域的高效节能电机的逐步推广,也为优秀的电机企业提供了高速发展的舞台。保守估计,未来五年,我国的交流电动机产量复合增长率会保持在 7%以上。按照 7%保守估算的增长率和13.26%的十年平均复合增长率分别计算,预计未来五年,我国交流电动机产量为3.92亿千瓦/年至5.20 亿千瓦/年之间。
    根据中国电器工业协会中小型电机分会2013年的统计结果,直流电动机只占骨干企业电动机总产量的 2.93%,并有逐渐被交流电动机取代的趋势。但直流电动机调速性能好,可以在重负载条件下,实现均匀、平滑的无级调速,调速范围较宽。同时直流电动机起动力矩大,可以均匀而经济地实现转速调节。因此,在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械,例如大型可逆轧钢机、卷扬机等,利用直流电机的较多。虽然利用变频器可使交流调速电动机达到同样的效果,但是在整体的性能可靠性和经济合理性上面,直流电动机特别是大型的直流电动机仍然具有天然的优势。用于替代直流电机的交流调速电机所用变频器由于具有较高的技术难度,长期被通用电气(GE)、西门子(SIEMENS)、ABB、东芝三菱(TMEIC)等国外厂家垄断,同时变频器价格极高,近年价格虽有所下降,但比直流系统价格仍要高出 3 倍左右,性价比低;维护和修理变频器对人员的要求很高,国内一般的中小企业没有相应人才储备,出现故障无法及时处理,没有被用户大范围选用。未来,专业化、大型化和高效的直流电动机是发展的方向,仍然具有一定的市场空间。
    根据中国电器工业协会中小型电机分会对行业内骨干企业的统计数据,2013年,直流电机产量为506.1万千瓦,同比减产106.9 万千瓦,下降 17.44%。
    根据国家统计局 2001-2013 年的统计数据,我国发电设备总产量从 1,339.35万千瓦/年提高到12,735.20万千瓦/年,年复合增长率 20.64%。
    总体上来讲,我国风电开发程度还很低,未被开发的资源潜力十分巨大。另外,单机容量逐步增大已成为国际风电市场发展的必然趋势。随着海上风电的迅速发展,单机容量为 3-6MW 的风电机组已经开始进行商业化运营。2010 年,风电企业进入产业和政策调整期,风电行业发展增速到达高峰后开始走下坡路。在产能过剩低价竞争、海外“双反”打击的背景下,2012 年新增装机容量增速延续2011 年的下降趋势,行业经营状况有所恶化,2012 年中国新增风电装机容量12,960MW,同比下降26.5%。随着弃风限电、并网问题的逐步缓解,2013年中国风电行业出现了回暖态势,据中国风能协会初步统计,2013 年中国风电新增装机容量 16,100MW,较 2012 年大幅提高 24%,中国风电累计装机已突破 9,000 万千瓦,2013 年风电首次超越核电成为中国第三大电源。预期在未来随着风力发电各项政策的落实、产业结构调整完成,风力发电行业将继续保持增长的趋势不变。
    生物质气化发电相对燃烧发电是更洁净的利用方式,它几乎不排放任何有害气体,它比较合适于生物质的分散利用,投资较少,发电成本也低,比较适合发展中国家应用。全球生物质能发电装机容量已超过 5,000 万 kW,可替代9,000 多万吨标准煤。在生物质发电居世界领先地位的美国,生物质能发电总装机容量超过 1 万 MW,占美国可再生能源发电装机的 40%以上。而中国生物质能发电装机容量在可再生能源发电装机容量中只占 0.5%的份额,远低于世界 25%的平均水平,我国生物质能发电产业发展前景广阔。
    发展中国家对电机的需求量增长迅速,尤其是中国、印度两个最大的发展中国家和南非、巴西、俄罗斯等迅速发展的金砖国家,近几年的经济一直保持着高速增长,基础设施建设以及相关制造业的快速发展形成了对电机产品的大量需求。
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