“雙碳”目標(biāo)下變頻器行業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
深圳市英威騰電氣股份有限公司工業(yè)自動(dòng)化事業(yè)群副總裁 董瑞勇
中國(guó)國(guó)產(chǎn)變頻器行業(yè)經(jīng)過(guò)二十多年的持續(xù)發(fā)展，整個(gè)行業(yè)和市場(chǎng)格局日趨成熟，對(duì)于國(guó)內(nèi)變頻器行業(yè)來(lái)說(shuō)機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存!
特別是“十四五”規(guī)劃實(shí)施以來(lái)，在國(guó)家提出“雙碳”發(fā)展目標(biāo)的大環(huán)境之下，新能源行業(yè)風(fēng)起云涌，但是對(duì)于傳統(tǒng)的耗能大戶——電機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，持續(xù)從能源消耗的角度來(lái)響應(yīng)“雙碳”發(fā)展的要求，并進(jìn)一步為“碳達(dá)峰”和“碳中和”做出貢獻(xiàn)，具有更現(xiàn)實(shí)的意義。
當(dāng)前，由于“雙碳”發(fā)展目標(biāo)的要求，各類高耗能企業(yè)持續(xù)推進(jìn)工藝優(yōu)化和節(jié)能降耗，這就需要更多的電機(jī)從傳統(tǒng)、低效的運(yùn)行和調(diào)速模式，轉(zhuǎn)向以變頻為驅(qū)動(dòng)的模式，而且由于國(guó)際形勢(shì)、新冠疫情等多種因素的影響， 傳統(tǒng)的大型國(guó)有企業(yè)也為國(guó)產(chǎn)品牌打開(kāi)了大門，這對(duì)于整個(gè)國(guó)內(nèi)變頻器市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。此外，在“雙碳”發(fā)展目標(biāo)的推進(jìn)下，國(guó)內(nèi)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)正從IE3逐步向IE4和IE5轉(zhuǎn)變，電機(jī)的形態(tài)也從異步為主導(dǎo)，逐步向永磁同步和同步磁阻兩大方向轉(zhuǎn)移，這些新型的節(jié)能電機(jī)，全部離不開(kāi)驅(qū)動(dòng)器的支撐。無(wú)論是新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)還是新的電機(jī)形態(tài)，其實(shí)都對(duì)驅(qū)動(dòng)器的可靠性、控制策略和控制性能提出了更高的要求，這也是對(duì)于整個(gè)變頻器行業(yè)的巨大挑戰(zhàn)。
與此同時(shí)，第三代半導(dǎo)體技術(shù)也是一個(gè)值得關(guān)注的發(fā)展趨勢(shì)，目前可以看到，氮化鎵更多地應(yīng)用在低壓領(lǐng)域，比如我們?nèi)粘？梢钥吹降囊苿?dòng)設(shè)備的大功率快充，就是氮化鎵的典型應(yīng)用場(chǎng)景，它一般不太適合大功率、高電壓的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)合。
而SiC可作為IGBT的下一代替代方案，能夠?qū)崿F(xiàn)高速、低損耗驅(qū)動(dòng)，對(duì)于一些需要高頻、小體積、低重量的場(chǎng)合，一般來(lái)說(shuō)可以采用SiC方案，但是對(duì)于該方案來(lái)說(shuō)，最重要的問(wèn)題還在于SiC的成本，從目前來(lái)看，該類器件的成本較高，是否采用SiC，更多需要從系統(tǒng)層面考慮，雖然SiC可以有效縮小產(chǎn)品的體積，減低整體產(chǎn)品的損耗，但是開(kāi)關(guān)頻率提高所帶來(lái)的EMI問(wèn)題以及對(duì)于電機(jī)的DUDT問(wèn)題，這些都需要綜合考慮。英威騰從2017年開(kāi)始研究SiC的器件應(yīng)用，已經(jīng)推出了基于SiC的高速驅(qū)動(dòng)器。
由于工業(yè)4.0的持續(xù)推進(jìn)，以及數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求，智能化已成為了整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的主旋律，對(duì)于變頻器行業(yè)來(lái)說(shuō)，也逐步從傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品向行業(yè)的整體解決方案過(guò)渡。作為整體解決方案，以變頻器為主體的一體機(jī)已經(jīng)在多個(gè)行業(yè)成為主流，并承擔(dān)起整體設(shè)備智能化核心的關(guān)鍵角色。
實(shí)際上，對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域的智能化發(fā)展來(lái)說(shuō)，目前主要是先從網(wǎng)絡(luò)化、設(shè)備本體的智能化管理和智能化診斷方向入手，市場(chǎng)上也涌現(xiàn)出很多新的模式，例如類似于“Digital Twin的數(shù)字雙胞胎”等等，這些都將是未來(lái)的重要發(fā)展方向之一。
