隨著汽車工業的發展和自動化技術的進步,汽車生產線變得越來越復雜,大量的變頻器正應用在汽車生產線中,同時對于分布式電機控制系統有著不可小覷的需求。
汽車行業中應用的分布式變頻器與通用變頻器相比,意味著接線的簡化、調試時間的縮短以及額外機柜空間的需求降低。同時,更少的線纜連接可以減少干擾,提高了生產線的可靠性。
2013年,中國汽車行業固定資產投資增速達到15%,增幅進一步縮窄。相應的,汽車行業的低壓變頻器市場也隨著固定資產投資的變化,增速逐漸放緩。2013年,中國汽車行業低壓變頻器同比增長約5%,同時分布式變頻器正在取代傳統單傳動設備成為市場主流。gongkong?認為,2013年中國汽車行業分布式變頻器的市場份額約為50%左右。其中,中國汽車行業中低壓變頻器的主流廠商有SEW、倫茨、羅克韋爾自動化、西門子、三菱等,而SEW、倫茨、羅克韋爾和西門子均推出了分布式變頻器。
汽車的生產制造有四大工序:沖壓、焊裝、涂裝和總裝。簡單來說,沖壓工序是指利用模具和沖壓設備對板料施加壓力,從而形成一定形狀、尺寸和性能的零件;焊裝工序是將沖壓成形的各板料裝配、焊接成車身殼體(白車身),是車身成形的關鍵;涂裝工序是對汽車進行涂裝以保護車身,并對車身起裝飾作用,提高壽命和美化外觀;總裝工序則是汽車全部制造工藝的最終環節,是把檢驗合格的各種零件組裝成整車。變頻器使用數量主要取決于輸送設備的種類、汽車生產線的長度。
Table 1: 低壓變頻器主要應用工藝點 |
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工藝段 |
沖壓 |
焊裝 |
涂裝 |
總裝 |
主要應用場合 |
沖床、臺車控制、皮帶輸送 |
車身輸送設備、升降機 |
汽車輸送設備、升降機、吊具小車 |
整車輸送設備、升降機、吊具小車 |
分布式變頻器份額 |
10% |
70% |
70% |
50% |
功率范圍 |
0.37-400KW |
0.37-15KW |
0.37-15KW |
0.37-37KW |
數據來源:gongkong
分布式變頻器在沖壓車間應用的很少,焊裝和涂裝車間采用滑橇式輸送機較多,一個輥床(工位)需配一個變頻器,因此分布式變頻器在焊裝和涂裝車間的應用占據了80%左右的份額。總裝車間一般采用懸鏈式或板帶式輸送設備,變頻器數量較少。
Figure 1: 分布式變頻器分工藝點應用比例 |
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數據來源:gongkong
gongkong?分析認為,分布式變頻器的發展,受到內外兩方面因素的影響:
1.外緣市場需求。長流程、連續性加工制造業,如汽車、物流、煙草、化纖、輪胎等行業工藝發展催生了對分布式變頻器的應用需求。
2.內因變頻器結構設計、散熱技術、通訊技術的發展。電力電子技術發展使得變頻器結構得以不斷優化、體積減小,節省了安裝空間;更高效率的功率器件為優化散熱提供了可能,分布式變頻器相比通用型變頻器可以大幅提高IP防護等級、易于保養;通訊技術的應用則可以使分布式變頻器實現集中控制,實現生產協同。
從汽車行業工藝看,未來輸送設備將以滑橇式輸送機為主。滑橇式輸送機雖然在制造費用上相比傳統的懸鏈式費用高,但有著懸鏈式所沒有的優勢,如布置靈活、占地面積小、能耗小、輸送速度快等。
從行業變頻器應用看,目前汽車生產工藝中仍以齒輪馬達+變頻器驅動方式為主,分布式變頻器市場份額將逐步提高。