在工控领域,变频器已经广为所知并应用范围广泛,各方对变频器能给出形形色色的描述。在此为免误导,大福引用了维基百科给出的定义:“变频器(Variable frequency drive,常见缩写VFD),也称为变频驱动器或驱动控制器。变频器是可调速驱动系统的一种,是应用变频驱动技术改变交流电动机工作电压的频率和幅度,来平滑控制交流电动机速度及转矩,最常见的是输入及输出都是交流电的交流/交流转换器。”简言之,变频器可以通过改变加载电机上的电源的频率,而改变电机的转速。
与欧洲老牌工业国家相比,我国变频器行业起步较晚,直到上世纪90年代初,国内用户才开始从“听说这种东西叫变频器”逐渐转为“变频器这种产品能省电”,并开始尝试使用变频器。
80年代至90年代期间,国内变频器市场呈现为以下几个特点:
1)被国外品牌垄断,日系品牌占xx主流。很少见到国产品牌。
2)还未细分为现在的低压变频器和中高压变频器。
3)进口产品价格奇贵。
80年代时,天传所(原国家机械工业部直属研究所,现全称“天津电气传动设计研究所”,业内常简称“天津电传所”或“天传所”)和西安电力电子技术研究所(原隶属国家机械工业部)有研制出电压型与电流型变频器产品,但可靠性较差。这期间,院校也扮演了研发变频器的重要角色,典型的包括三所院校:清华大学、西安理工、上海交大,它们为后期国产变频器品牌的崛起输出了不少出色人才。在生产制造方面,当时国内几大电机厂也在相继引进国外技术,尤其是大连电机厂,于1984年引进日本东芝VT130G1系列变频器调速装置的整条生产线和技术组装,开始生产交流变频器,是最早通过国家鉴定的变频器生产厂家之一。
20世纪80年代到90年代末,这十多年是进口变频器统治的阶段。富士、三菱、安川、东芝、松下等日系品牌,丹佛斯、ABB、西门子、伦茨、罗克韦尔等欧美系品牌相继进入中国,在纺织、供水、冶金、油气等行业推行其通用变频器产品。大批国外品牌的涌入及市场推广,奠定了国内变频器市场的应用基础。在此期间,国产变频器“玩家”(请原谅大福的词汇贫瘠,想写player或参与者,但觉得前者太洋不够有味道,后者又太平不够霸气)包括上述研究所、院校、生产厂等,也在艰难探索国产变频器的生存发展之道。此时正值技术落后、资金短缺、关键元器件又受制约的年代,国产品牌发展困难重重,产品方面仍差强人意,映射在市场占有率上更无力与国外品牌抗争。
进入21世纪,国内变频器产业开始发生xx,并快速蔓延开来。外资品牌纷纷在中国投资建厂,而国产品牌的人员和资金不断分离,以细胞xx的态势派生出多家变频器制造企业,主要集中在广东、浙江等东南沿海地区。现在市面上可见到的主流国产品牌,几乎都是在2000年至2010年这十年间xx派生出来的,尤其是前半段即2000年至2006年期间,这种xx派生最为密集。为直观期间,大福查询了主要国产品牌的派生信息,并整理为如下图的“国内主流低压变频器品牌衍生树”,供感兴趣的读者参考。
关于国产变频器品牌,从业人士可能会经常听到“普传系”、“华为系”这样的说法。在上图的品牌衍生术中,不难看出国产变频器主要始于普传和华为。大福认为,这样的说法体现了后来者对开创者的一种推崇。下面就将土中左半部“普传系”、右半部“华为系”、及中间西安春日、康沃、佳灵等品牌的相应xx分别整理介绍。
普传系:
提到普传系,就要从台湾普传及大连普传说起。台湾普传(台湾普传股份有限公司)由戴政耀先生于1983年在台湾省桃源市创建,研发、生产、销售变频器及节电产品。1989年进入大陆市场,目前形成以台湾普传总部为核心,依托普传电力电子(深圳)有限公司和西安西普电力电子有限公司两个生产基地为延伸的市场覆盖形态。
1984年,大连电机厂引进日本东芝VT130G1系列变频调速装置全套生产线和技术组装,普传科技董事长张海杰当时为原大连电机厂的技术人员,2000年任大连电机集团有限公司总工。2001年,大连普传科技股份有限公司成立,张海杰任总经理,公司被评为xxx高新技术企业。
2001年,台湾普传将其深圳公司的(既有产品技术,不包括普传商标)股权转让给大连普传科技股份有限公司,大连普传将原公司改名为深圳市普传科技有限公司。台湾普传称后来“大連普傳科技採用各種手段逃避合同承擔的責任義務,2003年台湾普传在大連中院起訴大连普传科技,歷時八年之久,大連中級法院判決大連普傳科技違反誠實與信用,大連普傳科技股份有限公司及深圳市普傳科技有限公司應該同時承擔賠償責任,遼寧省高院終審判決合同未生效。”
台湾普传在深圳市南山区另设“普传电力电子(深圳)有限公司”,该公司为台资企业,作为矢量控制通用型变频器生产基地。
自90年代初,普传系开始其xx过程。
1992年派生出惠丰(烟台惠丰电子有限公司),该公司与清华大学有技术合作。2007年初,惠丰与美资合作伙伴合资成立了欧瑞传动电气有限公司,现产品主要有中、低压变频器、伺服驱动系统、软起动器、PLC、HMI等。
1998年台湾普传派生出安邦信(深圳市安邦信电子有限公司),现产品包括低中高压变频器以及SVG等产品
2000年派生出阿尔法(深圳市阿尔法变频技术有限公司),现产品包括通用型变频器、行业专用变频器,以及伺服产品。
2002年派生出依托(深圳市依托电力电子有限公司),日业(深圳市日业电气有限公司),后者现产品主要为变频器、软启、伺服驱动器等。同年还派生出英威腾(部分),英威腾现任董事长兼总经理黄申力曾任普传电力电子(深圳)有限公司市场部经理。
2003年派生出韦尔(深圳市韦尔变频器制造有限公司),正弦(深圳市正弦电气股份有限公司),现产品主要为变频器(主要是行业专用变频器)以及两款电源。同年还派生出科陆(该公司从2003年开始做变频器,一直没有大规模生产,直到2007年底才成立深圳市科陆变频器有限公司),隶属于上市公司深圳市科陆电子科技股份有限公司,现产品主要为低中高压变频器,光伏逆变器以及无功补偿产品。
2004年派生出威科达(深圳市威科达科技有限公司),现产品主要为伺服,也有变频器及触摸屏;易驱(深圳市易驱电气有限公司),现产品主要为通用型变频器(包括低压及中压),以及伺服驱动器与伺服电机;微能(深圳市微能科技有限公司),现产品主要为低中高压通用型变频器;深川(山东深川电气科技有限公司,2012年9月更名为深川电气(中国)有限公司),现产品主要为变频器,专用变频器居多;创杰(深圳市创杰电气有限公司),现产品主要是变频器;伟创(深圳市伟创电气有限公司),现产品主要是变频器及逆变器,也做系统集成业务。
2008年派生出安瑞吉(深圳市安瑞吉科技有限公司),现产品主要是变频器,专用变频器居多。
2010年混血派生出澳地特(深圳市澳地特电气技术有限公司),技术为艾默生派,隶属于任达集团(有低压、钣金、母线槽等产品,同时兼有投资于其它实业领域)。
2011年混血派生出海浦蒙特(深圳市海浦蒙特科技有限公司),技术为艾默生派,现产品主要是变频器(行业专用变频器),也有伺服系统。
2012年派生出迈凯诺(深圳市迈凯诺电气有限公司),产品主要是变频器。同年还派生出欧科(深圳市欧科传动有限公司),由普传原大股东刘振文离开后成立,产品包括变频器、软启、伺服系统等。
华为系:
2001年,华为将下属深圳市安圣电气有限公司全部股权共作价7.5亿美元转让给艾默生,其中包括变频器、电源、监控设备、UPS等业务。本次收购达成后,原变频器人马逐渐离职,出现之后的xx,其中部分人员去了英威腾。
2002年派生出金田(惠州市金田电气有限公司),现产品主要为变频器及“泵宝”控制器。
2003年4月派生出汇川(深圳市汇川技术股份有限公司),现产品主要为变频器、伺服、新能源产品等。(再次插播大福心语:汇川是大福个人非常欣赏的一家公司,风格朴实有冲劲,也为上市公司。详情大福等有机会在后期再专门撰文介绍。)
2003年派生出麦格米特(深圳麦格米特电气股份有限公司),其总裁童永胜博士曾任华为安圣研发总裁,现产品除变频器外,还有电源、伺服等产品,该公司仍在筹划上市;红旗泰(上海红旗泰电子科技有限公司),现产品主要为变频器;紫日(创立之初为温州紫日电气科技有限公司,是中法合资公司,2005年在上海设立上海紫日电气科技有限公司)。
2004年派生出三晶(广州三晶电气有限公司),现产品有变频器、伺服、光伏逆变器等;贝西(广州市贝西电气有限公司),后来成为广州英威腾的生产基地之一,现为英威腾股份改制后全资控股。
2006年派生出蓝海华腾(深圳市蓝海华腾技术股份有限公司),现产品有变频器、伺服驱动、电动汽车控制器等。
2009年派生出吉泰科(江苏吉泰科电气股份有限公司),现产品主要包括变频器、新能源汽车电机控制器、风电变频器等。
2011年广州七喜工控科技有限公司成立,由七喜控股股份有限公司(出资20%)、广州七喜资讯产业有限公司(出资50%)、赵大为(出资21.63%)及其他几位自然人共同出资设立。赵大为于1998年离开天传所进入华为从事变频器研发工作,后于艾默生任EV1000、EV2000全系列产品设计研发总工,2009年加入七喜。
西安春日、康沃等:
1994年9月,日中港合资企业西安春日电气有限公司成立,研发团队以钟彦儒教授为核心,以西安理工大学电力电子技术研究所为依托。2005年9月,西安春日网络能源公司正式成立,该公司是原西安春日电气有限公司在其合资期满后由新老股东重新组建的中外合资企业,深圳市康沃置业投资控股有限公司有入股并控股。
2000年,深圳市康沃置业投资控股有限公司在深圳投资成立深圳康沃电气技术有限公司。2004年3月,康沃置业投资公司又在北京经济技术开发区投资成立北京康沃电气有限公司。2005年3月,康沃置业投资公司入股并控股西安春日电气有限公司。以上三家公司中,深圳康沃主攻220V/380V通用变频器市场,北京康沃主攻高压变频器市场,西安春日主攻660V/1140V中压变频器市场以及专用变频器市场。
2006年12月,德国博世集团与深圳市康沃电气技术有限和其控股的西安春日网络能源有限公司方面达成了收购这两家公司经营性资产的有关协议,并在深圳成立博世力士乐电子传动与控制(深圳)有限公司,当时确认收购后康沃和春日两家公司的相关变频器业务转入新公司继续经营,并以Convo和Kasuga两个品牌继续在国内市场进行销售。
2008年3月,合康亿盛与深圳市康沃置业投资控股有限公司达成收购协议,收购其持有的北京康沃的100%股权。
2010年,宝德自动化股份(股票代码300023)与张均华(2006年10月至2010年10月在博世力士乐任变频器开发工作)及陈俊(2001年9月至2004年5月在深圳康沃任区域销售经理,2004年6月至2006年10月在深圳易能任市场总监)等达成共同投资意向,设立西安宝德电气有限公司,现产品为变频器。
2012年后,深圳市康沃控制技术发展有限公司更名为深圳市康元电气技术有限公司(Canworld)。
2002年派生出科姆龙(深圳市科姆龙电气技术有限公司),现产品主要为变频器,还有伺服产品。
2004年派生出易能(深圳市易能电气技术有限公司),现产品主要为变频器,还有伺服驱动器。同年还派生出四方(深圳市四方电气技术有限公司),现产品主要为低压变频器。
2006年派生出西林(深圳市西林电气技术有限公司),现产品主要为变频器。
佳灵、森兰等:
1991年7月,四川省洪雅电力变频器厂高级工程师吴加林到成都武侯区佳灵变频技术研究所兼职。1992年3月,佳灵公司成立,吴加林任法人,主营各类电器,兼营电子产品。1993年8月,佳灵变频技术研究所法定代表人由杜淼青变更为吴加林,二人结xxxx务工作,并约定此后一切民事责任由吴加林承担,该所也更名为成都佳灵电气研究所,主营变频器等产品的研发、生产与销售等业务。
自1998年下半年至1999年上半年,佳灵公司几位人员相继离职,后陆续加入森兰公司工作。
迄今为止,国内变频器厂家已有三百多家。与二十年前不同的是,现在国产品牌已逐渐凸显其竞争力。虽然主流国产品牌的实力尚不足以和ABB、西门子等国际领先品牌全面抗衡,但在一些细分行业市场中业已显示出其竞争优势,在一些通用型应用中也颇受好评,国产品牌的总市场份额呈现逐年上升的态势。然而,我们也必须看到,国内变频器配套产业的实力仍相对较弱,国产品牌在xx技术、工业设计、工艺流程、加工制造等环节还有不少提升空间。
中国低压变频器市场以进口品牌入驻而发端,会否在未来十年迎来国产品牌完胜的局面?行文至此,忽然想起哈姆雷特中那句xx的台词,“To be or not to be, that is a question.”
注1:
此处说法仅为描述20多年前对变频器的浅显认知,其实并非所有场合都可通过应用变频器而实现节能。变频器的节能在风机泵类的应用上表现最为突出。这类设备的传统调速方法是通过调节挡板或阀门的开合度来调节排风量或给水量,输入功率大,且在挡板或阀门的截流过程中会损耗大量能源,而使用变频器则可通过降低风机或泵的转速来实现调速要求。
变频器节能的内容非本文重点,大福更不敢妄言,在此仅附上维基百科中的内容,供感兴趣的读者参考。
以下引自维基百科:
许多电动机的应用是在定频下驱动电动机,也就是直接用交流电源作为电动机的电源,交流电源的频率即为电动机的频率,但其中一些应用可以允许电动机以比交流电源频率要慢的频率运转,此时若改用变频器驱动,在变频的模式下运作,可以节省不必要的能源消耗。
变频器应用于风机水泵型负载时节能效果明显],离心式的风扇和泵的转矩和转速的平方成正比,功率则和转速的立方成正比。因此速度略为调降时,在变速的模式下运作可以节省较多的能源,例如在不考虑铁损铜损及热损耗的条件下,一台离心泵的电动机转速下降到工频转速的79%时,其耗电量约只有原来的50%,这是依照流体机械理论中相似定律定义离心负载中各物体量相对关系下的结果。
不过在实际应用时,需考虑电动机的铁损铜损及热损耗,因为变频运转需配合变频器使用,定频运转不用,比较起来多了变频器本身消耗的能量,若变频运转所节省的能量不够多,变频运转就无法达到节能的效果。例如若电动机需在交流电源的频率下运转,配合变频器使用时,电动机输出功率相同,又多了变频器消耗的能量,就无法达到节能的效果。
以美国为例,估计约60-65%的电能是用来驱动电动机,其中又有75%是用在负载特性为变动转矩的风扇、泵及压缩机[30]。若使用变频器驱动,估计可节省四千万颗电动机中所消耗能量的18%。
所有已安装的交流电动机中,约只有3%是用变频器驱动。 不过在新安装的交流电动机中,约有30%至40%会配合变频器使用。