wersja mobilna
Online: 329 Niedziela, 2016.09.25

Raporty

Napędy i silniki prądu przemiennego - raport techniczno-rynkowy

czwartek, 18 marca 2010 14:52

Duże koncerny i lokalni dystrybutorzy, kompaktowe urządzenia niewielkich mocy i zaawansowane, modularne przemienniki częstotliwości, specjalizowane zastosowania i konkurencyjny rynek aplikacji przemysłowych - taki, pełen kontrastów, jest obraz krajowej branży napędów i silników elektrycznych. Na rynku tym działa wielu dostawców zagranicznych i lokalnych, w tym krajowi producenci, którzy oferują urządzenia i systemy napędowe oraz usługi z nimi związane.

Spis treści » Rynek napędów
» Rynek silników AC
» Napędy i trendy
» Pokaż wszystko

W raporcie omawiamy stan tytułowej branży i zmiany w technologiach niskonapięciowych przemienników częstotliwości oraz silników prądu przemiennego niskich i średnich mocy. Publikacja, oprócz bycia najbardziej aktualnym zestawieniem tego typu, jest również bardziej kompletna niż poprzednia edycja raportu opublikowana w połowie 2007 roku. Obejmuje ona omówienie oferty blisko 40 firm - połowy więcej niż trzy lata temu, a wraz z nią zawiera opinie przedstawicieli części tych firm i opisy kształtujących rynek trendów rynkowych.

Przemienniki częstotliwości (popularnie określane mianem falowników) to prawdopodobnie pierwszy rodzaj urządzeń, który przychodzi na myśl automatykowi zapytanemu o napędy elektryczne. Rzeczywiście są one w praktyce najpopularniejsze, jeżeli chodzi o sterowanie pracą silników elektrycznych i regulację ich obrotów, przez co traktowane są często jako synonim określenia „napęd”. Bieżący raport zaczynamy od przedstawienia technologii i rynku tego typu urządzeń.

RYNEK NAPĘDÓW

Przemienniki częstotliwości wykorzystywane są do łagodnego uruchomienia silnika elektrycznego prądu przemiennego oraz płynnej regulacji jego obrotów, a także kontroli momentu obrotowego. Zawierają one zazwyczaj również układy monitorujące pracę silnika oraz mogą pozwalać na zaawansowane sterowanie - np. wektorem momentu. W tych aplikacjach współpracują one z silnikami jedno i trójfazowymi (opis budowy i działania falowników znajduje się w ramce).

Zastosowania przemienników częstotliwości obejmują różnorodne aplikacje w maszynach i urządzeniach - w szczególności takie, gdzie konieczne jest zachowanie dużego momentu obrotowego przy zmieniającej się prędkości. Stosowane są one m.in. do napędzania silników wentylatorów, pomp, filtrów rotacyjnych, przenośników i taśmociągów. Falowniki używane są też w windach, pojazdach szynowych, sprężarkach, a nawet niewielkich urządzeniach, takich jak choćby wiertarki czy małe maszyny, o czym szczegółowo w jednym z kolejnych rozdziałów.

Popularność przemienników częstotliwości przekłada się na wielkość rynku krajowego z nimi związanego. Urządzenia te dostarczają w Polsce bezpośredni przedstawiciele producentów zagranicznych, rodzimi dystrybutorzy, a także pojedyncze krajowe firmy produkcyjne. W sprzedaży dostępne są przemienniki częstotliwości zaliczane zarówno do podstawowych konstrukcji - wersje cechujące się niskimi cenami, jak i urządzenia zaawansowane, których funkcjonalność może być rozszerzana przez użytkownika. Ich moce należą do zakresu od setek watów do megawatów, natomiast ceny - od kilkuset do setek tysięcy złotych.

Szacunkowa wartość rynku przemienników częstotliwości wyliczona na podstawie odpowiedzi udzielonych przez przedstawicieli ankietowanych firm to 200 do 250 mln złotych rocznie. Rozbieżności w odpowiedziach były tutaj dosyć duże, gdyż pojawiały się liczby takie jak 100 mln, a także przekraczające 500 mln złotych. Oprócz rynku pierwotnego istnieje również wtórny rynek napędów, a także pewnej wielkości rynek na usługi - serwis i utrzymania ruchu tych urządzeń.

Tworząc raport, zapytaliśmy krajowych dostawców napędów o ich zdaniem najpopularniejsze w Polsce marki dostarczanych przez nich urządzeń. Wyniki ankiety potwierdzają, że na rynku mamy do czynienia z dużą konkurencją, gdyż nawet na początku stawki znalazło się kilka firm. I tak, jako rozpoznawalne na naszym rynku urządzenia, dostawcy wymieniali produkty firm (alfabetycznie): ABB, B&R, Danfoss, Hitachi, Lenze, LG, Mitsubishi Electric, Omron Electronics, Schneider Electric i Siemens. Liczbę głosów oddanych na każdą z firm zestawiono na wykresie w ramce.

Należy dodać, że stan różni się w stosunku do wyników uzyskanych podczas tworzenia pierwszej edycji raportu (czerwiec 2007 roku). W zestawieniu awansowały m.in. Lenze, Siemens i Schneider Electric, natomiast nieco niższą pozycję zajęła LG. Podane informacje należy jednak traktować jedynie jako pewien wskaźnik popularności danych urządzeń, a nie określenie precyzyjnych udziałów sprzedaży poszczególnych produktów w rynku.

Wśród ważnych zmian, które zaszły w ostatnim czasie na omawianym rynku, jest zakończenie działania spółki joint venture tworzonej przez firmy Omron oraz Yaskawa, która działała od 2003 roku jako Omron Yaskawa Motion Control. Od końca zeszłego roku firmy te współpracują już jedynie na bazie umowy partnerskiej, gwarantując jednocześnie dostępność swoich produktów i wsparcie klientów.

Prawdopodobne jest, że Omron będzie korzystał w kolejnych latach z usług innego poddostawcy (lub poddostawców), który będzie wytwarzał dla niego produkty w zakresie napędów. Jeżeli chodzi o polski rynek, do istotnych zmian należy zaliczyć (w stosunku do stanu z pierwszej edycji raportu) m.in. wprowadzenie przez firmę ASTOR marki Astraada.

Najpopularniejsze marki

Tworząc raport, zapytaliśmy krajowych dostawców napędów o ich zdaniem najpopularniejsze w Polsce marki dostarczanych przez nich urządzeń (o najpopularniejsze ich zdaniem produkty na rynku). Wyniki w podziale na trzy grupy - przemienniki częstotliwości, softstarty i silniki prądu przemiennego - przedstawiono poniżej. Zestawienie to nie odzwierciedla wielkości sprzedaży lub udziału wymienionych firm w rynku, lecz traktować je można jako informację o przybliżonej popularności omawianych produktów w kraju.

Rys. 1. Przemienniki częstotliwości

Rys. 2. Softstarty

Rys. 3. Silniki AC

HVAC!

Rys. 4. Najczęstsze zastosowania napędów i silników AC omawianych w raporcie

Akronim ten, oznaczający grzanie, wentylację i klimatyzację (Heating, Ventilation, Air Conditioning), to dla branży napędowej słowo klucz. Biorąc pod uwagę zastosowania napędów i silników AC, największą ilościowo grupę stanowią aplikacje relatywnie nieskomplikowane, gdzie napęd stosowany jest jako urządzenie działające autonomicznie. W szczególności są to wentylatory i właśnie zastosowania związane z HVAC, zdaniem przedstawicieli ankietowanych firm branżowych należą do najczęstszych aplikacji omawianych produktów.

Następne w kolejności są zastosowania pompowe oraz aplikacje w przenośnikach (transporterach). W przypadku tych ostatnich mamy do czynienia często z decentralizacją systemów napędowych. Ważne są też naturalnie różnorodne zastosowania związane z maszynami i liniami technologicznymi, a także pozycjonowaniem i mieszalnikami (patrz wykres 4).

Poszczególni dostawcy rozwiązań napędowych specjalizują się nieraz w dostarczaniu produktów skierowanych tylko na niektóre fragmenty rynku. Zazwyczaj jednak oprócz tych rozwiązań specjalistycznych, mają oni w sprzedaży także urządzenia uniwersalne. Warto przy tej okazji zauważyć, że podział występuje też w zakresie pod względem mocy napędów (np. przemienniki częstotliwości niskiego napięcia oraz średniego napięcia). Ten stan rzeczy zbieżny jest z wynikami ankiety przeprowadzonej podczas tworzenia pierwszej edycji raportu (czerwiec 2007 roku).

Marek Sudolski

Apator Control

  • Przemienniki częstotliwości i softstarty - czym różnią się ich zastosowania?

Podstawowe rozróżnienie pomiędzy układami softstartów i przemienników częstotliwości wynika z ich przeznaczenia i związanej z tym ich konstrukcji. Układy softstartów dedykowane są do łagodnego rozruchu silniki w celu ograniczenia udarów mechanicznych oraz wielkości prądów rozruchowych silników. Przemienniki częstotliwości, popularnie zwane falownikami, przeznaczone są z kolei generalnie do płynnej regulacji prędkości obrotowej. Ze względu na ograniczenia softstartów co do częstotliwości rozruchów i czasu ich trwania, w ich charakterze stosuje się również falowniki. Jest to szczególnie popularne dla małych mocy, kiedy różnica cenowa nie jest już tak silnym argumentem przemawiającym za wyborem softstartów.

  • Gdzie są najczęściej stosowane dostarczane przez Państwa rozwiązania napędowe?

Oferowane przez nas przemienniki częstotliwości najczęściej znajdują zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym produkującym komponenty do samochodów, przemyśle stalowym, przetwórstwie tworzyw sztucznych oraz innych gałęziach przemysłu. W praktyce przemienniki stosowane są we wszystkich branżach i można je znaleźć w tysiącach firm na terenie Polski. W omawianym wcześniej zakresie oferujemy również silniki asynchroniczne, które dostarczane są w ramach kompletacji dostaw, przy czym posiłkujemy się zazwyczaj wyrobami polskich producentów.

  • Jakie są wymogi klientów będących odbiorcami przemienników częstotliwości?

Rynek można podzielić na kilka grup odbiorców, przy czym do dwóch najważniejszych należą klienci oczekujący najtańszych rozwiązań przy bardzo niskim poziomie wymagań technicznych oraz odbiorcy szukający układów o wysokich parametrach technicznych, a także uniwersalności i elastyczności w zakresie ich dostosowania do coraz bardziej rozbudowanych układów sterowania.

NIE TYLKO PRZEMIENNIKI CZĘSTOTLIWOŚCI

TABELA 1. Przemienniki częstotliwości, silniki AC i pokrewne urządzenia - oferta dostawców krajowych

TABELA 1. cd. Przemienniki częstotliwości, silniki AC i pokrewne urządzenia - oferta dostawców krajowych

Omawiając tematykę napędów, należy wspomnieć o soft startach. Urządzenia te stosowane są w celu zapewnienia miękkiego rozruchu silnika i w części aplikacji używane zamiast falowników. Ich wykorzystanie pozwala złagodzić przeciążenia mechaniczne układu napędowego oraz ograniczyć maksymalny pobór prądu z sieci przy jego rozruchu, tym samym wydłużając jego żywotność. Ich dostarczaniem zajmuje się duża część firm oferujących przemienniki częstotliwości (patrz tabela 1), w tym na rynku dostępne są soft starty o mocach od kilkuset watów do zakresu megawatów.

Do popularnych w kraju marek omawianych urządzeń należą Danfoss, Siemens, Moeller Electric, ABB i Schneider Electric, a także inne firmy zestawione na wykresie 2 w ramce. Jednocześnie część firm znanych z branży falowników, takich jak choćby Omron Electronics, nie uczestniczy w tym rynku. Chociaż soft starty charakteryzują się niższymi cenami niż przemienniki częstotliwości, ich rynek systematycznie maleje. Ma to związek m.in. ze zmniejszaniem się cen samych falowników, a także wzrostem funkcjonalności tych ostatnich. Proces ten sygnalizowany był przez dostawców już kilka lat temu, gdy omawiana branża wprawdzie rosła, ale w tempie wolniejszym niż w przypadku przemienników częstotliwości.

Silniki - droga do energooszczędności

Od ponad 10 lat do określania sprawności silników elektrycznych stosuje się w Europie oznaczenie zgodne z podanym przez CEMEP (European Committee of Manufacturers and Power Electronics). Określono w nim trzy klasy minimalnych wymaganych sprawności dla 3-fazowych, 2- i 4-biegunowych silników asynchronicznych o mocach od 1,1 do 90kW. Klasy te oznaczone są skrótami:

  • EFF 1 - silniki o wysokiej sprawności,
  • EFF 2 - wersje standardowe o średnim poziomie sprawności,
  • EFF 3 - silniki o niskiej sprawności.

W ostatnich latach Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna podjęła prace mające na celu ujednolicenie omawianego systemu, co w szczególności dotyczy sposobów określania sprawności, a także zastąpienia różnych przepisów krajowych jedną, międzynarodową normą. Wskutek tego w zeszłym roku Komisja Europejska przyjęła rozporządzenie związane z wdrażaniem dyrektywy dotyczącej tzw. wymogów ekoprojektu dla silników elektrycznych (dyrektywa 2005/32/WE). Jest w niej mowa o trzech klasach sprawności (efektywności) energetycznej dla silników 3-fazowych asynchronicznych o 2, 4 i 6 biegunach i mocach od 0,75 do 375 kW:

  • IE3 - premium - najwyższy poziom sprawności,
  • IE2 - high efficiency - podwyższona sprawność,
  • IE1 - standard - silniki standardowe.

Sposoby klasyfikacji, wyznaczania efektywności i oznakowania IE podano w normie IEC 60034-30. Z kolei omawiane wcześniej rozporządzenie zawiera harmonogram dotyczący wymaganych poziomów sprawności silników sprzedawanych na rynku unijnym. Do kluczowych dat należą tutaj:

  • 16.06. 2011 - od tego momentu dla silników o mocach 0,75 do 375kW wymagana jest klasa sprawności IE2,
  • 01.01.2015 - od tego momentu silniki o mocy od 7,5 do 375kW muszą odpowiadać klasie sprawności IE3 lub, gdy w układzie napędowym stosowana jest regulacja prędkości obrotowej, klasie sprawności IE2,
  • 01.01.2017 - od tego momentu wszystkie silniki o mocach z zakresu 0,75-375kW muszą spełniać warunki podane w poprzednim punkcie.

Na podstawie informacji podanych m.in. przez Cantoni Group.



 

zobacz wszystkie Nowe produkty

Bramka dostępowa Modbus TCP - RTU/ASCII z portami PoE i 3 x RS-485

2016-09-23   |
Bramka dostępowa Modbus TCP - RTU/ASCII z portami PoE i 3 x RS-485

ISP DAS dodaje do oferty nowy typ bramki dostępowej Modbus TCP - RTU/ASCII o symbolu tGW-735i bazującej na konstrukcji wcześniejszych bramek serii tGW-700. W odróżnieniu od nich nowy model zapewnia izolację na poziomie 2500 VDC oraz zawiera więcej wbudowanych interfejsów, w tym porty PoE i 3 x RS-485.
czytaj więcej

Kamera termowizyjna do obrazowania rozkładu temperatur z zakresu -40...+330°C

2016-09-23   | Conrad Electronic Sp. z o.o.
Kamera termowizyjna do obrazowania rozkładu temperatur z zakresu -40...+330°C

Conrad Business Supplies wprowadza na rynek nową kamerę termowizyjną Reveal FF (Fast Frame) firmy Seek Thermal z systemem z wbudowaną silną latarką LED o mocy 300 lumenów. Model ten umożliwia obrazowanie rozkładu temperatur z zakresu od -40°C do +330°C przy częstotliwości odświeżania równej 19 Hz.
czytaj więcej

Nowy numer APA