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。
　　
　　2 變頻器應用日趨普及
　　
　　變頻調速能夠應用在大部分的電機拖動場合
，由於它能提供精確的速度控製，因此可以方便地控製機械傳動的上升、下降和變速運行。變頻應用可以大大地提高工藝的高效性(變速不依賴於機械部分)，同時可以比原來的定速運行電機更加節能。下麵例舉使用變頻調速的10個理由
，來說明變頻器應用在國外日趨普及的基本認識:
　　
　　(1) 控製電機的啟動電流。
　　
　　當電機通過工頻直接啟動時
，它將會產生7到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並產生熱量，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係建立

，變頻器就可以按照V/F或huo矢shi量liang控kong製zhi方fang式shi帶dai動dong負fu載zai進jin行xing工gong作zuo。使shi用yong變bian頻pin調tiao速su能neng充chong分fen降jiang低di啟qi動dong電dian流liu
，提ti高gao繞rao組zu承cheng受shou力li，用yong戶hu最zui直zhi接jie的de好hao處chu就jiu是shi電dian機ji的de維wei護hu成cheng本ben將jiang進jin一yi步bu降jiang低di

、電機的壽命則相應增加。
　　
　　(2) 降低電力線路電壓波動。
　　
　　在zai電dian機ji工gong頻pin啟qi動dong時shi，電dian流liu劇ju增zeng的de同tong時shi
，電dian壓ya也ye會hui大da幅fu度du波bo動dong
，電dian壓ya下xia降jiang的de幅fu度du將jiang取qu決jue於yu啟qi動dong電dian機ji的de功gong率lv大da小xiao和he配pei電dian網wang的de容rong量liang。電dian壓ya下xia降jiang將jiang會hui導dao致zhi同tong一yi供gong電dian網wang絡luo中zhong的de電dian壓ya敏min感gan設she備bei故gu障zhang跳tiao閘zha或huo工gong作zuo異yi常chang
，如ruPC機、傳感器、接近開關和接觸器等均會動作出錯。而采用變頻調速後，由於能在零頻零壓時逐步啟動，則能最大程度上消除電壓下降。
　　
　　(3) 啟動時需要的功率更低。
　　
　　電機功率與電流和電壓的乘積成正比, nametongguogongpinzhijieqidongdedianjixiaohaodegonglvjiangdadagaoyubianpinqidongsuoxuyaodegonglv。zaiyixiegongkuangxiaqipeidianxitongyijingdadaolezuigaojixian
，qizhijiegongpinqidongdianjisuochanshengdedianyongjiuhuiduitongwangshangdeqitayonghuchanshengyanzhongdeyingxiang, 從而將受到電網運行商的警告, 甚至罰款。如果采用變頻器進行電機起停, 就不會產生類似的問題。
　　
　　(4) 可控的加速功能。
　　
　　變頻調速能在零速啟動並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(er)通(tong)過(guo)工(gong)頻(pin)啟(qi)動(dong)時(shi)對(dui)電(dian)機(ji)或(huo)相(xiang)連(lian)的(de)機(ji)械(xie)部(bu)分(fen)軸(zhou)或(huo)齒(chi)輪(lun)都(dou)會(hui)產(chan)生(sheng)劇(ju)烈(lie)的(de)振(zhen)動(dong)。這(zhe)種(zhong)振(zhen)動(dong)將(jiang)進(jin)一(yi)步(bu)加(jia)劇(ju)機(ji)械(xie)磨(mo)損(sun)和(he)損(sun)耗(hao)，降(jiang)低(di)機(ji)械(xie)部(bu)件(jian)和(he)電(dian)機(ji)的(de)壽(shou)命(ming)。另(ling)外(wai)
，變(bian)頻(pin)啟(qi)動(dong)還(hai)能(neng)應(ying)用(yong)在(zai)類(lei)似(si)灌(guan)裝(zhuang)線(xian)上(shang)

，以(yi)防(fang)止(zhi)瓶(ping)子(zi)倒(dao)翻(fan)或(huo)損(sun)壞(huai)。
　　
　　(5) 可調的運行速度。
　　
　　運用變頻調速能優化工藝過程，並能根據工藝過程迅速改變，還能通過遠控PLC或其他控製器來實現速度變化。
　　
　　(6) 可調的轉矩極限。
　　
　　tongguobianpintiaosuhou
，nenggoushezhixiangyingdezhuanjujixianlaibaohujixiebuzhisunhuai
，congerbaozhenggongyiguochengdelianxuxinghechanpindekekaoxing。muqiandebianpinjishushidebujinzhuanjujixianketiao，shenzhizhuanjudekongzhijingdudounengdadao3％～5％左右。在工頻狀態下，電機隻能通過檢測電流值或熱保護來進行控製，而無法像在變頻控製一樣設置精確的轉矩值來動作。
　　
　　(7) 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，並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＋直流製動)，同樣它能減少對機械部件和電機的衝擊，從而使整個係統更加可靠，壽命也會相應增加。
　　
　　(8) 節能
　　
　　離(li)心(xin)風(feng)機(ji)或(huo)水(shui)泵(beng)采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)後(hou)都(dou)能(neng)大(da)幅(fu)度(du)地(di)降(jiang)低(di)能(neng)耗(hao)
，這(zhe)在(zai)十(shi)幾(ji)年(nian)的(de)工(gong)程(cheng)經(jing)驗(yan)中(zhong)已(yi)經(jing)得(de)到(dao)體(ti)現(xian)。由(you)於(yu)最(zui)終(zhong)的(de)能(neng)耗(hao)是(shi)與(yu)電(dian)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)成(cheng)立(li)方(fang)比(bi)，所(suo)以(yi)采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)後(hou)投(tou)資(zi)回(hui)報(bao)就(jiu)更(geng)快(kuai)，廠(chang)家(jia)也(ye)樂(le)意(yi)接(jie)受(shou)。
　　
　　(9) 可逆運行控製
　　
　　在zai變bian頻pin器qi控kong製zhi中zhong
，要yao實shi現xian可ke逆ni運yun行xing控kong製zhi無wu須xu額e外wai的de可ke逆ni控kong製zhi裝zhuang置zhi，隻zhi需xu要yao改gai變bian輸shu出chu電dian壓ya的de相xiang序xu即ji可ke，這zhe樣yang就jiu能neng降jiang低di維wei護hu成cheng本ben和he節jie省sheng安an裝zhuang空kong間jian。
　　
　　(10) 減少機械傳動部件
　　
　　由於目前矢量控製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係統。從而就能降低成本和空間, 提高穩定性。
　　
　　3 變頻器產品的形式異彩紛呈
　　
　　2004年出現了OEM化變頻器升級換代、網絡變頻器的進一步增強、矩陣變頻器的成形等特點，使得不同形式
、不同類別
、不同功能的變頻器在市場中異彩紛呈。
　　
　　3.1 OEM化變頻器升級換代
　　
　　對於異步電機的控製方式而言，普通工頻啟動相對成本更省，而變頻器的花費則會更高
、體(ti)積(ji)會(hui)更(geng)大(da)，所(suo)以(yi)在(zai)很(hen)多(duo)自(zi)動(dong)化(hua)機(ji)械(xie)設(she)備(bei)中(zhong)
，變(bian)頻(pin)器(qi)采(cai)用(yong)率(lv)並(bing)不(bu)是(shi)很(hen)高(gao)，機(ji)械(xie)商(shang)也(ye)不(bu)是(shi)很(hen)積(ji)極(ji)地(di)安(an)裝(zhuang)變(bian)頻(pin)器(qi)
，盡(jin)管(guan)變(bian)頻(pin)器(qi)有(you)這(zhe)樣(yang)或(huo)那(na)樣(yang)的(de)好(hao)處(chu)。通(tong)用(yong)型(xing)變(bian)頻(pin)器(qi)經(jing)過(guo)數(shu)十(shi)年(nian)的(de)發(fa)展(zhan)，OEM化變頻器在2004年已經取得了關鍵性突破，並進行升級換代。
　　
　　SEW公司的OEM化產品Movitrac LT
　　
　　以SEW為例，其在2004年10月墨爾本自動化展會上展出了其最新的OEM化產品Movitrac LT(如圖1)，是對原先的Movitrac的進一步升級
，非常適合OEM配套使用在風機、水泵、機床工具和傳送帶上。由於采用最新先進工藝的功率模塊
，其采用書架式的體積將更小。為了OEM商使用，其接線方式如同接觸器一般，安裝方式則更加簡單，運行調整則以基本的14個參數為前提。
　　
　　該款變頻器具有更加強大的軟件功能(新增幫助卡)、更加安靜的噪音設計(開關頻率可達32kHz)、更加合理的散熱設計(接近冷盤功能)
、更加友好的環保功能(內置RFI濾波器)。
　　
　　3.2 變頻器的網絡功能增強
　　
　　數字化網絡功能在2005年變頻器國際展會上都是重頭戲
，包括AB公司的PF係列變頻器，都提供了網絡接入方案，如最新的PowerFlex 4變頻器具有內置的RS485通訊能力，可以用在多種網絡聯接中使用，同時PowerFlex 4變頻器可以通過裝DriveExplorerTM或DriveExecutiveTM軟件的微機進行編程和控製。
　　
　　作為執行機構，變頻器的網絡化配置主要基於3個層麵:設備層、控製層和信息層。可以配接最基本的RS232/RS485串行通訊協議、PROFIBUS等的現場總線協議以及INTERNET局域網協議。
　　
　　在網絡化日益普及的今天，與普通的點對點硬線連接方式而言，通過高速通訊連接的變頻器係統可以最大程度上降低係統維護時間
、提高生產效率
、減少運行成本。目前安裝的現場總線模塊有Profibus DP


、Interbus
、DeviceNet
、CAN Open和 Modbus Plus等。用戶可以有更大的自由根據生產過程來選擇PLC型xing號hao和he品pin牌pai，並bing非fei常chang簡jian單dan地di集ji成cheng到dao現xian有you地di網wang絡luo中zhong去qu。而er且qie通tong過guo現xian場chang總zong線xian模mo塊kuai，可ke以yi不bu考kao慮lv變bian頻pin器qi的de型xing號hao
，而er以yi同tong一yi種zhong編bian程cheng語yu言yan和he程cheng序xu結jie構gou來lai與yu不bu同tong功gong率lv段duan
、不同型號地變頻器進行組構，如功率、速度、轉矩、電流
、設定值等。
　　
　　3.3 矩陣變頻器的出現
　　
　　大家都知道
，由於矩陣式交-交變頻省去了中間直流環節, 能實現功率因數為l, 且能四象限運行，係統的功率密度大, 因此矩陣變頻器一直成為國際大公司的研發對象。
　　
　　在2004年4月(yue)份(fen)的(de)漢(han)諾(nuo)威(wei)國(guo)際(ji)展(zhan)覽(lan)會(hui)上(shang)
，安(an)川(chuan)展(zhan)示(shi)了(le)即(ji)將(jiang)生(sheng)產(chan)的(de)矩(ju)陣(zhen)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)原(yuan)型(xing)

，並(bing)表(biao)示(shi)公(gong)司(si)計(ji)劃(hua)在(zai)明(ming)年(nian)啟(qi)動(dong)銷(xiao)售(shou)策(ce)略(lve)，同(tong)時(shi)已(yi)經(jing)在(zai)日(ri)本(ben)市(shi)場(chang)上(shang)現(xian)場(chang)測(ce)試(shi)和(he)運(yun)行(xing)了(le)好(hao)幾(ji)台(tai)矩(ju)陣(zhen)變(bian)頻(pin)器(qi)。在(zai)安(an)川(chuan)矩(ju)陣(zhen)變(bian)頻(pin)器(qi)中(zhong)有(you)9個開關，每一個都有2個IGBT雙向開關組成，能允許正向電壓和負相電壓通到電機上。IGBT數量的增加是導致矩陣變頻器造價昂貴的其中一個因素。
　　
　　矩陣變頻器使用了三相電壓輸入來控製輸出電壓，這就不僅能吸收任何電流雜波
，也能提供清潔的輸出電壓，也就是說“可以有效地進行輸入電源電流控製與輸出電壓控製”。這也是矩陣變頻器吸引人們的一個重要點:能大大降低輸入電流諧波的產生，隻有傳統交-直-交變頻器的20％左右。而且矩陣變頻器的電流幾乎是正弦波，即使在帶載情況下
，也是如此。當有再生發電時
，電流能以180°zhuanhuanbingfankuidaodianwangzhong，erqieyeshiyizhengxianbofangshi。zaizaishengzhidongfangshidegongzuozhong
，juzhenbianpinqibuxuyaozhidongdianzuhuoteshudebianhuanqi。fankuihuidedianyiwuxuewaideshebei(如變壓器等)進行處理。總之
，傳動能在四象限高效率運行。
　　　 
　　安川公司起初的計劃是將新的矩陣變頻器主要用到能夠發揮其長處和優點的場合中, 如它的處理再生能量功能，在起重、電梯
、離li心xin機ji和he其qi他ta需xu要yao連lian續xu電dian動dong又you連lian續xu製zhi動dong發fa電dian的de場chang合he。當dang然ran，它ta也ye可ke以yi裝zhuang在zai那na些xie需xu要yao製zhi動dong
，但dan又you沒mei有you空kong間jian安an裝zhuang製zhi動dong電dian阻zu或huo者zhe安an裝zhuang電dian阻zu會hui引yin起qi意yi外wai事shi故gu的de地di方fang，如ru酒jiu精jing廠chang

、huagongchangdeng。lingwaiyigefeichangyouqianlidedifang
，jiushixuyaoyoudixiebodeyingyongchanghe。ruzailunchuanshang
，jiunengyunxuanzhuanggengxiaodefadianjizu。zaiyixiegelixitongzhongnengjiangdishebeidetiji
，ershengquleleisi12脈衝變頻器係統中的額外變壓器。在安川的計劃中，矩陣變頻器將逐步覆蓋400V的5.5~22kW，直至75kW，當然也有200V級的5.5~45kW變頻器。至於價格策略目前尚未公布，但基本上為目前通用功率段傳統變頻器的2倍左右。
　　
　　4　變頻器不同功率段的市場期望差異
　　
　　　 國外資深傳動調查機構drivemag從2003年底到2004年底跨越整年度的問卷表明:變頻器的傳動功率在大功率段是個賣方市場。此次問卷的讀者覆蓋全球各大洲的40多個國家, 涉及的品牌多達55個, 製造商分布在北美
、歐洲
、日本和亞洲新興地區
，行業遍及重工、輕工、市政公用等，問卷的主體是從事商務、操作和設計人員。
　　
　　2003年底到2004年底跨越整年度的市揚調查描述
　　
　　100%的買主都坦言他們購買中低功率段的變頻器，同時所有的供應商都能提供相應功率段的變頻器。而在中高功率段(如超過10HP，即7.5kW)，大部分買主都認為其數量要少得多

，供應商則基本都能提供用戶所需求的功率段變頻器。
　　
　　然而
，更多的供應商(廠商)更把目光放在中高功率段或更高的功率範圍內，而買主(用戶)zexiangduiguanzhushaoyidian。shishishang，suizhegonglvdezengjia，yonghubuxuyaogenggaogonglvdedianjilaiyunzuo，suoyiyetongyangbuxuyaoxiangyingdegaogonglvbianpinqi。danshiyidanyoucaiyonggaogonglvduanbianpinqideyonghu，changshangjiuhuifeichangguanxin
，yinweigaogonglvduanbianpinqidechanzhigenggao。
　　
　　在問及今後變頻器的市場走向時，許多變頻器廠商相信，基於三個因素

，在重工業采用高功率變頻器將會增速:
　　
　　(1) 高功率段的變頻器價格相對低廉，平均每HP或每kW的價格大大低於中低功率段變頻器的價格;
　　
　　(2) 高gao功gong率lv段duan的de技ji術shu可ke靠kao性xing要yao大da大da高gao於yu小xiao功gong率lv段duan，由you於yu在zai製zhi造zao成cheng本ben和he設she計ji空kong間jian上shang沒mei有you象xiang小xiao功gong率lv段duan那na麼me苛ke刻ke，所suo以yi其qi故gu障zhang率lv大da大da低di於yu小xiao功gong率lv段duan變bian頻pin器qi;
　　
　　(3) 高功率段的電機所需的變頻器產品相對比較標準，應用場合即使複雜，其控製思路還是大大簡化。
　　
　　假如未來高功率變頻器市場如預期的那麼樂觀

，將來會有越來越多的廠商介入其中，一些原先隻做如75kW級中功率變頻器的廠商會把功率段放高到280kW甚至400kW以上。隨著大量廠商加入，高功率變頻器價格將會下滑，用戶對廠商的產品供應鏈、服務環節就會更加嚴格。
　　
　　在高功率市場增長的同時, 其相應的集成項目和成套產業也會大幅度增長, 將會大量涵蓋到不僅包括離心風機和水泵在內的其他高功率電機場合，如攪拌機、壓縮機等。
　　
　　5　變頻器服務市場的進一步超值
　　
　　最近權威的市場調查發現:用戶將花費在變頻器服務上的費用更多, 其服務內容包括施工、設計、配置、集成和在線支持, 而花費在變頻器產品本身的費用比重將大幅度降低。據估計2004年北美市場變頻器產品的銷售額在10億美元左右, 而變頻器服務市場的銷售額將至少有18億美元左右。
　　
　　raner
，xiangduiyuzuizhongyonghueryan，bianpinqidefuwujiazhiyuchanpinjiazhizhijiandeguanxibingbuyidingyichengbubian
，shenzhichabiehenda。biru
，zaichengshudegongyeyingyongzhong

，yibandebiaozhunchuandongjiunengjibenfuheyonghudeyaoqiu，tongshiyonghujingyanfengfu，cishibianpinqidefuwufeiyongyexujiuzhiyouchanpinfeiyongde20％，甚至更低。但是在應用工況複雜
、傳動的計算機控製程度高

、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係統設計、集成等上的服務費用將大大超過產品本身的價值
，甚至可以達到6~8倍左右。比如在造紙生產線、冶金等行業。
　　
　　經調查中也發現，變頻器服務市場的產值分布來看:傳動製造商隻獲得其中25％的份額
，餘下的75％將由集成商(占44％)、商業承銷商(7％)、工業承銷商(7％)、OEM客戶和其他(17％)分攤。
　　
　　就變頻器服務市場的發展趨勢來看, 大致有以下可能:
　　
　　(1) 相對於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) 係統集成商和承銷商隻有具備更靈活的機製、更簡潔的企業架構才能在激烈的變頻器服務市場分得一杯羹;
　　
　　(3) 盡管變頻器產品技術將朝著更先進的方向發展
，其產品價值也將飛升，但並不意味著變頻器服務市場的蛋糕會少起來。
　　
　　 6　結束語
　　
　　本文介紹了對國外變頻器應用的基本認識，並介紹2004年國外變頻器的應用情況以及市場動向
，主要有以下幾個特點:變頻器應用日趨普及
、變頻器產品形式異彩紛呈、不同功率段的變頻器市場存在差異
、變頻器服務市場進一步超值。