变频通过改变供电频率调节负载负荷,起到降低功耗、减小损耗、延长设备使用寿命等作用。通过改变交流电频的方式实现交流电控制的技术就叫变频技术,而变频技术的核心元件就是变频控制器。中国家电制造业经过20多年的飞速发展,产业链不断完善,企业分工精细化,变频控制器生产企业对变频技术在家电应用领域的普及推广发挥了重要作用。
2016年,家电制造业,特别是冰箱应用领域,对变频控制器的需求量迅猛增长,半导体厂、变频控制器生产企业以及整机厂旗下负责变频技术开发的部门,这些与变频技术相关的配套环节都在积极行动,全力以赴,针对冰箱、洗衣机、空调等变频技术主要应用领域的实际情况调整生产计划。井然有序中,变频家电迎来新的发展局面。
高增长,忙生产
政策、标准、家电产业转型升级、消费者认知度提升,一切有利于变频技术在家电领域进一步铺开、普及的因素似乎都在2016年聚齐了,业务量猛增,变频控制器生产企业“忙坏了”。
无锡和晶科技股份有限公司生产的变频控制器主要配套冰箱、洗衣机、各类小家电等,冰箱变频控制器所占公司业务比例为70%,洗衣机约占20%,其他应用领域合计约占10%。2016年,和晶科技的变频控制器业务增长迅速。市场总监王雅琪信心百倍地告诉《电器》记者:“变频控制器业务还有上升空间,2017年再增长50%不成问题,和晶科技变频控制器产能将进一步扩张20%~30%。”
据上海新源变频电器股份有限公司营销技术部部长王秀娟介绍,新源变频控制器业务量呈逐年上升的趋势,年供货量为平均40万套,主要有变频空调控制器、变频洗衣机控制器、变频水泵控制器等。目前主要客户有美的、小天鹅、海信、台湾禾联、台湾爱普顿、新界等。“2017年,在保持现有产品、技术基础上,新源将开拓大功率变频控制类产品,变频控制器产销量预计递增20%。”王秀娟说。
瑞萨电子是变频家电市场的半导体器件领先供应商,为家电企业提供高性价比的MCU、模拟、功率半导体以及解决方案。“2016年,瑞萨电子变频控制器类的半导体器件产销量持续增长,预计全年比2015年增长10%左右。”瑞萨电子大中国区市场策略中心副总监庄文聪在接受《电器》记者采访时说,“2017年,随着国家节能减排政策的逐步升级,变频家电市场需求仍将保持增长。瑞萨电子将积极应对,及时满足市场需求。瑞萨电子拥有丰富的高性价比半导体器件,并掌握核心变频控制算法,在变频控制技术上坚持创新,2017年将陆续推出直流风机专用方案、单芯片双电机变频方案、高频PFC控制、无电解电容变频方案等,为消费终端输入更舒适、更低成本的变频技术。”
上海景能电气有限公司的变频控制器主要应用在水泵、洗衣机、冰箱、电动工具等产品上,主要客户包括美的、海尔、威格、莱克、格力等,2016年,变频控制器出货量较2015年有50%的增长。
“家电产业未来的发展趋势是节能环保,只要用BLDC电机的地方就会用到变频控制器,变频控制器市场的发展空间可想而知。”据杭州先途电子有限公司相关负责人介绍,由于看好变频控制器的市场发展前景,先途电子正逐步扩大业务范围,为将变频技术推向更宽广的应用领域做好了充分的技术储备。
冰箱市场——变频大放异彩
2016年,提到变频家电,表现最为突出的是冰箱细分市场。随着冰箱新能效国家标准GB12021·2-2015《家用电冰箱耗电量限定值及能效等级》正式实施,通过变频技术达到1级能效标准成为必然。顺应国家节能减排大方向,冰箱整机厂纷纷调整变频机型生产比例,反应到变频控制器制造领域,则是采购量呈现爆发式增长。
“这绝对是爆发式的增长。”常熟市天银机电股份有限公司总工程师刘利东在接受《电器》记者采访时说,“2016年,公司产销各种规格的冰箱压缩机用变频控制器累计近150万套。”据介绍,天银机电专业为冰箱配套生产变频控制器,合作的压缩机制造企业包括加西贝拉、华意、东贝、海立、美芝等,最终配套的冰箱整机品牌有海尔、海信、晶弘、美的、雪琪、双鹿等。刘利东透露:“2017年,变频冰箱在家电市场上将呈现更快速的增长,天银机电计划在2017年实现变频控制器产能翻番。”据了解,天银机电专业生产用于冰箱变频压缩机的变频控制器,使用自主开发的基于磁场定向控制理论的正弦波变频控制技术,为自主开发的核心算法,拥有自主知识产权,不受第三方技术制约,因此,天银机电在选择主要元器件等方面拥有较大自由度,可以实现很好的成本控制。同时,由于采用完全自主开发的核心算法,天银机电在满足客户需求方面也拥有最大的自由度,可以最大程度地满足客户提出的个性化要求。
王雅琪给出的和晶科技变频控制器业务的统计数据更是增速惊人,2016年,和晶科技冰箱变频控制器配套量由2015年的每个月5万~6万台激增到2016年的每个月20万台,个别月配套量甚至达到30万台。4倍增长让和晶科技上上下下血脉偾张,抓紧生产,并对即将到来的2017年寄予厚望。“政策效应还会持续很长一段时间,冰箱整机厂还将进一步调整产品结构,增加变频机型的产销量。而随着变频控制器厂成本控制能力增强,供货价格下调,整机厂推动变频机型将更有动力。未来三年,变频冰箱市场占有率还将继续快速增长。”王雅琪预测说。
瑞萨电子大中国区市场策略中心部长谭绍鹏表示:“随着冰箱新能效标准的实施,约20%以上的高耗能产品将被市场淘汰,相信变频冰箱的市场份额会逐渐增加。瑞萨基于当前的市场变化,聚焦重要客户和IDH,继续提供技术支持。”
提到冰箱变频化进程,冰箱压缩机生产企业的作用不容小觑。在冰箱压缩机制造业,恩布拉科堪称变频技术的先锋,《电器》记者特意从恩布拉科电子高级研发经理Johninson Imhoff处了解到,冰箱新能效标准拉升了市场对更高效产品的需求,恩布拉科将继续力推变频技术。据介绍,恩布拉科变频压缩机采用的变频控制器,从控制方式上有可以直接替代定频的自驱式、精确控制的频率控制式,以及带信号反馈的串口通信式产品。这几种方式各有特点。自驱式是用来代替定速最便利的方式,不需要对冰箱制冷系统做额外改动,也不需要冰箱给出控制信号,变频压缩机会基于自带的控制程序,根据冰箱负荷调整压缩机转速。但在具体应用时,为了达到最佳的性能,自驱式需要在前期匹配时,针对不同箱体进一步优化个性化的控制程序;频率控制式是应用最广泛的控制方式,压缩机的转速基于冰箱的主控板给出的信号而变化,需要冰箱有独立的控制板以及内置的控制程序;带串口通信的控制模式多了反馈功能,变频控制式可以输出压缩机的工作运行状态参数,在故障诊断方面有特殊的优势。
洗衣机市场——深挖变频技术潜能
如果说变频控制器在冰箱应用领域表现为“大刀阔斧”的供货量激增,那么,2016年,变频控制器在洗衣机应用领域则表现为较为“含蓄内敛”的技术、服务升级。
“洗衣机变频控制器是新源变频的重要业务,2016年占总销售额的50%左右,供货量逐年递增。”王秀娟介绍说,“新源变频洗衣机变频控制器的技术服务已经深入整机厂新品研发全过程,直至后期供货。与整机厂的密切合作让新源变频控制器产品不断升级优化,更贴合市场需求。随着整机厂的转型升级,变频控制器也会结合市场实际情况做出调整,新源变频正在尝试智能化。”
“和当年的变频空调一样,洗衣机市场的变频需求量这两年迅猛发展,3年前,上海景能电气看到了BLDC无霍尔变频滚筒洗衣机市场的发展前景,提前布局,重点投入研发。未来两年,这一部分产品将是公司最重要的业务增长点。”据刘红兰介绍,洗衣机的变频控制,特别是BLDC无霍尔滚筒,是目前变频家电中技术难度最高的。“变频控制器要实现电机在两个极限工况下(低速400rpm和高速18000rpm)的稳定运转,还要确保洗衣机的动平衡,无霍尔设计还要求软件能准确估算出电机转子的位置。这非常难实现,一次次的技术突破才有了现在的成果。”刘红兰进一步补充说,“质量、技术、价格是上海景能电气变频控制器不断强化的竞争优势,凭借着对滚筒洗衣机和电机的深入理解,上海景能电气制作和应用了各种测试手段和工具,形成数据统计分析,建立算法模型实现产品需求。在滚筒洗衣机的OOB检测判断和处理上,上海景能电气采用更严格的标准,全智能化处理,使用户体验整个洗涤过程更为柔和。”
“2016年,变频洗衣机市场占有率也有明显增长,特别是滚筒洗衣机。针对变频洗衣机的控制,瑞萨电子已经面向市场推出高性价比的32bit MCU和模拟功率器件,并正在着手开发先进的无传感器正弦波变频方案。”谭绍鹏告诉《电器》记者。
和晶科技洗衣机变频控制器业务增长迅速,2015年每个月的配套量为3万~5万台,2016年增长到每个月十几万台的配套量。
空调市场——进一步拓展上升空间
在众多家电品类中,变频技术应用于空调较早就形成气候。目前,变频机型在国内空调市场的销量占有率超过60%。2016年,为了打破空调应用领域对变频控制器需求饱和的状态,变频控制器厂深度挖掘上升空间,提升企业竞争力,扩大市场份额。
先途电子主要面向国内外制冷行业推出变频控制器,产品应用于家用空调、商用空调、精密空调、车载空调、热泵热水器、热泵系统、冰箱、冷柜等。据了解,变频控制器厂配套能力要通过效率(变频控制器损耗是否大)、可靠性、成本、服务等方面来评估。先途电子相关负责人介绍:“先途电子生产的变频控制器采用现在世界前沿技术180°正弦波矢量控制方案,性价比、可靠性高,取得美国UL认证。此外,先途电子还提供整机技术方案服务,与整机厂一起解决新品开发中遇到的问题。”
“大功率是变频控制器的发展方向,近年来,新源变频加大资源投入,倾斜相关产品研发、推广。”王秀娟在接受《电器》记者采访时说,“在配套模式上,新源变频以提供整套解决方案方式与整机厂合作。”
随着变频产品的日益普及,瑞萨电子将持续发展空调相关业务,特别是变频控制器相关产品。谭绍鹏介绍说:“面对日趋激烈的市场竞争,瑞萨电子从产品、技术及支持三方面提升竞争力。在产品方面,瑞萨电子通过提高集成度,采用领先工艺,在提高产品性能的同时降低成本,不断推出更具性价比的产品;在技术方面,瑞萨电子将先进的无传感器正弦波变频控制技术与半导体产品相结合;在支持方面,瑞萨电子结合MCU、模拟及功率半导体产品,开发了完整的变频空调解决方案,为客户提供从开发到量产的一站式服务。”
除了冰箱、洗衣机、空调三大传统应用领域,近年来,洗碗机、电风扇、微波炉、电磁炉、电饭煲、吸油烟机等家电也开始启用变频技术,除了在节能、降噪方面发挥优势,配装变频控制器还能让这些家电增加功能,提升产品附加值。面对更广阔的应用领域,变频控制器厂野心勃勃。王雅琪风趣地说:“和晶科技的产品、技术都已经做好准备,接下来的工作是要让厨房电器、小家电整机厂相信我们更适合做变频控制器这件事,毕竟成功之前的路上该交的‘学费’我们已经交过,我们更专业、更全面、更具成本优势。”
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