La dirección de desarrollo de los servosistemas AC
Los servosistemas de CA modernos han experimentado la transformación de analógico a digital. Los bucles de control digital están en todas partes, como el control de conmutación, corriente, velocidad y posición; utilizan nuevos dispositivos semiconductores de potencia y procesamiento DSP de alto rendimiento; Tampoco es sorprendente que FPGA, así como módulos servoespecíficos (como la introducción de motores especiales por infrarrojos para el servocontrol). Los servoproductos de fabricantes internacionales deben reemplazarse cada 5 años, los nuevos dispositivos o módulos de potencia deben actualizarse cada 2 a 2,5 años y los nuevos algoritmos de software cambian cada día que pasa. En resumen, el ciclo de vida del producto es cada vez más corto. más corto. Al resumir las rutas técnicas y las rutas de productos de los fabricantes de servos nacionales y extranjeros, combinadas con los cambios en la demanda del mercado, podemos ver algunas de las siguientes tendencias más recientes.
- Aunque ya se ha trabajado en este ámbito, aún es necesario reforzarlo. Incluye principalmente la alta eficiencia del motor en sí, como la mejora del rendimiento de los materiales magnéticos permanentes, un mejor diseño de la estructura de instalación del imán, etc. También incluye la alta eficiencia del sistema de accionamiento, incluida la optimización del circuito de accionamiento del inversor. , la optimización del movimiento de aceleración y desaceleración, y el sistema de regeneración dinámica y retroalimentación de energía, mejores métodos de enfriamiento, etc.
- Los accionamientos directos incluyen servoaccionamientos de plataforma giratoria que utilizan motores de disco y servoaccionamientos lineales que utilizan motores lineales, que consiguen alta velocidad y alta precisión de posicionamiento eliminando errores de transmisión intermedia. Dado que la forma de los motores lineales se puede cambiar fácilmente, varios dispositivos que utilizan mecanismos lineales pueden ser miniaturizados y livianos.
- Adoptando codificadores de mayor precisión (millones de pulsos por revolución), mayor precisión de muestreo y bits de datos, DSP más rápido, motores rotativos de alto rendimiento sin engranajes ni motores de movimiento lineal, así como varias estrategias de control modernas como como inteligencia adaptativa y artificial, mejorar continuamente los diversos indicadores del servosistema.
- La integración vertical de motores, retroalimentación, control, accionamiento y comunicación se ha convertido en una dirección de desarrollo de los actuales servosistemas de baja potencia. A veces llamamos al motor que integra accionamiento y comunicación un motor inteligente y, a veces, llamamos al controlador que integra control de movimiento y comunicación un servoaccionamiento inteligente. La integración de motores, variadores y controles está más estrechamente integrada desde el diseño, la fabricación hasta la operación y el mantenimiento. Sin embargo, este método enfrenta mayores desafíos técnicos (como la confiabilidad) y hábitos de uso de los ingenieros, por lo que es difícil generalizarse y es solo una parte muy pequeña y distinta de todo el mercado de servos.
- El controlador universal está configurado con una gran cantidad de parámetros y funciones de menú enriquecidas. Los usuarios pueden configurar fácilmente el control V/F, el control vectorial de bucle abierto sin sensores de velocidad, el control vectorial de flujo de bucle cerrado y el control permanente. imán sin escobillas Hay cinco modos de trabajo, incluido el control del servomotor de CA y cinco modos de trabajo, incluida la unidad regenerativa. No es necesario cambiar la configuración del hardware. Es adecuado para una variedad de ocasiones y puede accionar motores asíncronos, motores síncronos de imán permanente y sin escobillas. Motores DC, motores paso a paso, etc. También se pueden adaptar tipos de motores a diferentes tipos de sensores, incluso sin sensor de posición. Puede utilizar la retroalimentación configurada por el propio motor para formar un sistema de control de circuito semicerrado, o puede conectarlo a una posición externa o un sensor de velocidad o par para formar un sistema de control de circuito completamente cerrado de alta precisión.
- Los servovariadores de CA modernos tienen memoria de parámetros, autodiagnóstico de fallas y funciones de análisis. La mayoría de los variadores importados tienen funciones de medición de inercia de carga y ajuste automático de ganancia. Algunos también pueden identificar automáticamente los parámetros del motor y determinar automáticamente la posición cero. del codificador, y algunos también pueden suprimir automáticamente la vibración. Las funciones de control como engranajes electrónicos, levas electrónicas, seguimiento sincrónico y movimiento interpolado se combinan con el variador para brindar a los usuarios de servo una mejor experiencia.
- A medida que los estándares de seguridad de las máquinas continúan evolucionando, la tecnología tradicional de diagnóstico y protección de fallas (identificar la causa cuando ocurre un problema y tomar medidas para evitar que el problema se expanda) se ha vuelto obsoleta, y los últimos productos incorporan métodos predictivos. Tecnología de mantenimiento, puede comprender oportunamente las tendencias dinámicas de parámetros técnicos importantes a través de Internet y tomar medidas preventivas. Por ejemplo, esté atento a los aumentos de corriente, evalúe los picos de corriente a medida que cambia la carga, monitoree los sensores de temperatura a medida que aumentan las temperaturas de la caja o del núcleo y esté alerta ante cualquier distorsión en la forma de onda actual.
- A medida que los estándares de seguridad de las máquinas continúan evolucionando, las técnicas tradicionales de solución de problemas y protección (identificar la causa de un problema cuando ocurre y tomar medidas para evitar expandir el problema) se están volviendo obsoletas, mientras que los últimos productos incorporan herramientas predictivas. La tecnología de mantenimiento permite a las personas comprender las tendencias dinámicas de parámetros técnicos importantes en cualquier momento a través de Internet y tomar medidas preventivas. Por ejemplo, esté atento a los aumentos de corriente, evalúe los picos de corriente a medida que cambia la carga, monitoree los sensores de temperatura a medida que aumentan las temperaturas de la caja o del núcleo y esté alerta ante cualquier distorsión en la forma de onda actual.
- Si bien existen líneas generales de productos de servos en el mercado, también abundan los servos diseñados y fabricados para aplicaciones específicas. Constantemente surgen motores que utilizan materiales magnéticos con diferentes propiedades, diferentes formas, diferentes estructuras de unión de superficies (SPM) y estructuras de rotor de imán permanente integrado (IPM). El proceso de estructura de núcleo dividido utilizado en Japón permite la producción de servomotores sin escobillas de imán permanente. Logra alta eficiencia, alto volumen y automatización, e impulsa la investigación de los fabricantes nacionales.
- Los servomotores sin escobillas de imán permanente y los motores paso a paso se están desarrollando activamente hacia tamaños más pequeños, como diámetros exteriores de 20, 28 y 35 mm, también se están moviendo hacia mayor potencia y tamaños más grandes; máquina, ha aparecido un servomotor de imán permanente de 500kW. Refleja la tendencia a la polarización.
- Según el informe de ARC de 2001, el tamaño del mercado mundial de servoaccionamientos fue de 2.067 millones de dólares ese año, con una tasa de crecimiento compuesta de más del 7 entre 2001 y 2006. Se espera que el mercado mundial de servosistemas El tamaño alcanzará los 2.900 millones de dólares en 2006. Izquierda y derecha (esta proyección incluye servos de CA y motores paso a paso). Mirando hacia atrás, me temo que hay más que estos datos. Ha experimentado la depresión del mercado en 2002 y 2003 causada por factores como el 11 de septiembre y la recuperación del crecimiento después de 2004. Se espera que la tasa de crecimiento aumente en los próximos años.
El tamaño del mercado nacional de servos de CA en 2006 se estimó en alrededor de 2 mil millones de yuanes. En los últimos tres años, el tamaño del mercado ha mantenido una tasa de crecimiento anual compuesta de más de 25, que es la de más rápido crecimiento. entre todos los productos de automatización. A medida que la industria manufacturera mundial acelera su transferencia a China, los equipos CNC nacionales se están desarrollando rápidamente hacia un alto rendimiento y un alto valor agregado con el apoyo de políticas nacionales. El rendimiento de los costos de los servosistemas de CA nacionales está mejorando rápidamente y el mercado de servosistemas de CA lo hará. Continuar manteniendo un rápido crecimiento. Se espera que de 2007 a 2010, la tasa de crecimiento anual promedio se mantenga por encima de 20. Sin embargo, el precio unitario promedio seguirá disminuyendo a medida que se intensifique la competencia, cayendo aproximadamente un 10% anual.
Las áreas de usuarios de servoproductos de mi país se distribuyen principalmente en el este de China, el sur de China y el norte de China, de los cuales el mercado del este de China (Shanghai, Jiangsu, Zhejiang y Shandong) representa el 45%, el mercado del sur de China Está dominado por Guangdong, y el mercado del sur de China está dominado por Beijing y Tianjin. El mercado del norte de China representa cada uno alrededor del 15%. China central y nororiental representan alrededor de 10. El mercado del este de China es el mayor mercado consumidor de servos y esta tendencia continuará.
Los fabricantes de servoaccionamientos se enfrentan al desafío de las necesidades cambiantes de los usuarios y los fabricantes de equipos originales. Los servoaccionamientos en máquinas herramienta pueden ser sistemas CNC, controladores de movimiento general y PLC, así como varios controladores integrados. Continuar introduciendo productos diversificados para cumplir con los requisitos de control de movimiento en diversos campos. Desde la perspectiva del rango de potencia, entre 100W y 2000W es actualmente la corriente principal y representa aproximadamente el 70% de todo el mercado de servos, mientras que las variedades por debajo de 10kW representan el 90%. En cuanto al rango de velocidad, alrededor del 50% de los usuarios necesitan motores con velocidades dentro de las 3000 rpm, otro 40% de los usuarios necesitan motores con velocidades entre 3000 y 6000 rpm, y menos del 10% de los usuarios necesitan motores con velocidades superiores a las 10000 rpm.
Al analizar los factores de compra actuales de los usuarios domésticos, los tres principales son estabilidad, confiabilidad, precio y servicio. Esto también muestra que el actual mercado nacional de servos de CA todavía se encuentra en un nivel bajo y que la utilización total del rendimiento y las funciones aún no se ha colocado en una posición importante. A largo plazo, el rendimiento de los costos del producto, la confiabilidad, el contenido técnico, la participación de mercado y la influencia de la marca deberían ser los factores clave para el éxito de los fabricantes de servos. La competencia de marcas actual en el mercado nacional de servos de CA es muy similar a la del mercado de inversores de hace más de diez años.
En ese momento, los productos importados (principalmente japoneses Fuji y Sanken) representaban más del 90% de la cuota de mercado. Después de más de 10 años de arduo trabajo, los inversores nacionales han ocupado el mercado de gama media a baja, compitiendo con los importados. Productos en términos de participación de mercado general. Han surgido varios fabricantes con solidez y tecnología, como Lead Huafu y Senlan. Entre ellos, Lead Huafu ha logrado una ventaja de liderazgo absoluta en el segmento de mercado de convertidores de frecuencia de alta potencia.
Actualmente, las marcas extranjeras representan aproximadamente el 85% del mercado de servos de CA de China. Son de Japón, Alemania y Estados Unidos. Las marcas japonesas incluyen Yaskawa, Fanuc, Mitsubishi Electric, Panasonic, Sanyo, Fuji, etc. .; Estados Unidos tiene Rockwell, etc. Estados Unidos tiene Rockwell Automation, Danaher, Parker, etc.; Alemania tiene Rockwell Automation, Danaher, Parker, etc.; Alemania también tiene algunos fabricantes de tecnología fuertes; Parker, etc.; Alemania tiene Siemens, Bosch Rexroth, Schneider, etc. Entre ellas, las marcas japonesas ocupan la mayor cuota de mercado de más del 50% con un buen desempeño de costos y alta confiabilidad, especialmente en el mercado OEM pequeño y mediano. La estrategia de producción localizada aumenta aún más la moneda de cambio de precio y entrega rápida en Europa. y marcas estadounidenses Es más competitivo en equipos y líneas de producción de alta gama. Su estrategia de mercado es utilizar alto rendimiento, alto precio y un conjunto completo de marcas europeas y americanas automatizadas para ser más competitivo en equipos y líneas de producción de alta gama. Su estrategia de mercado es utilizar alto rendimiento, alto precio y un conjunto completo de soluciones de automatización. Recientemente, estas marcas de alta gama también lo son. Buscan constantemente socios locales, intentan ingresar al mercado de gama media y baja y no están dispuestos a ser expulsados del mercado por las marcas japonesas.
En los últimos dos o tres años, los fabricantes de servos de Taiwán han establecido fábricas en China y han aumentado sus esfuerzos de marketing, principalmente Delta y TECO. Su nivel técnico y nivel de precios se encuentran entre los productos importados de gama media. La competencia con las marcas nacionales destaca principalmente la ventaja de rentabilidad, lo que ha generado una nueva presión competitiva para las marcas nacionales. La participación de mercado ha aumentado de insignificante hace unos años a aproximadamente 5.
Las marcas nacionales de mi país incluyen principalmente Hollysys Motor, Huazhong CNC, Guangshu, Lanzhou Motor, etc. Recientemente, han aparecido fabricantes como Nanjing Eston y Shanghai Ordos. Cálculos aproximados indican que han lanzado servoproductos de CA. Hay nada menos que 20 fabricantes nacionales. Entre ellos, Hollysys Motor ofrece series de productos paso a paso, sin escobillas, servos y de otro tipo para todo el mercado de maquinaria de la industria de automatización, y tiene ciertas ventajas en tecnología y marca. Huazhong CNC, Guangshu y Lanzhou Motor se concentran principalmente en la industria de máquinas herramienta CNC; Con el gran desarrollo de la industria CNC en los últimos años, sus envíos han mantenido un rápido crecimiento y han acumulado una fuerza relativamente fuerte. El rango de potencia de los productos de marcas nacionales está por encima de los 5 kW. Las rutas técnicas están cerca de los productos japoneses que actualmente tienen una cuota de mercado total de alrededor del 10%.
De cara al futuro, a medida que el precio del servo continúa bajando, la aceptación del mercado del servo AC continúa aumentando. Todavía hay mucho espacio para el crecimiento en la gama media a baja. mercado, por lo que los fabricantes locales seguirán logrando grandes logros; al mismo tiempo, los fabricantes japoneses y de Taiwán también se beneficiarán de la expansión del mercado en su conjunto. La cuota de mercado de las marcas europeas y americanas disminuirá gradualmente, pero aún se mantendrá. un nivel de beneficio bruto muy alto.
Según el estudio de mercado realizado en 2005 por el Instituto de Investigación de Industria y Mercados de la Federación de la Industria de Maquinaria, las 10 marcas con mayor cobertura en el mercado nacional son: Siemens, Mitsubishi, Yaskawa, Lan Electric , Panasonic y Fana Branch, Huazhong CNC, ABB, Lexmark Motors y AB (afiliada a Rockwell Automation). Entre ellas, la cobertura de marcas de Siemens y Mitsubishi supera las 30, AB es de 3,7 y otras marcas están entre 10 y 20. La encuesta muestra que después de años de I + D y promoción, empresas nacionales como Holiland Electric, Huazhong CNC y Lanzhou Electric han hecho un gran trabajo en este mercado y tienen una cierta cobertura de productos. Sin embargo, la lealtad de los usuarios y la influencia de las marcas nacionales lo son. Obviamente no es tan bueno como las marcas importadas.
La proporción de usuarios que eligen marcas importadas respecto a marcas nacionales es de aproximadamente 4:1, y las marcas nacionales no se encuentran entre las cinco marcas preferidas por los usuarios. Aunque Hollysys Motor y Huazhong CNC ocupan el sexto y séptimo lugar en las marcas de demanda futura, frente a una competencia cada vez más feroz después de la localización de productos japoneses y taiwaneses, los precios de los servoproductos de uso general de potencia pequeña y mediana continúan cayendo, y Los márgenes de beneficio son cada vez mayores. Las marcas nacionales no sólo carecen de rendimiento, calidad y variedad de productos, sino que la enorme brecha en reservas técnicas, capacidad de producción y solidez financiera no se puede cubrir en uno o dos días. Si las marcas chinas quieren abrirse paso, además de paciencia e inversión continua, también necesitan tomar una ruta diferenciada en sus estrategias competitivas. En resumen, los fabricantes de marcas chinos se enfrentan al mismo tiempo a enormes desafíos y oportunidades de desarrollo, y les queda un largo camino por recorrer. El mercado internacional de servos de intercambio se encuentra en un estado de crecimiento restaurativo, mientras que el mercado interno seguirá manteniendo un rápido crecimiento en los próximos 3 a 5 años.
Los fabricantes extranjeros de control de movimiento están ampliando rápidamente sus capacidades a través de fusiones, adquisiciones y alianzas, buscando convertirse en un proveedor integral de soluciones. Por ejemplo, Danaher ha adquirido más de 40 fabricantes de control de movimiento desde 1995, incluido There. Hay muchas marcas con las que estamos muy familiarizados, como Kollmorgen, API, Pacific Scientific, Superior Electric, Dover Electric, Dover Electric, Dover Electric, Dover Electric, Dover Electric, Dover Electric, Dover Electric, Dover Electric, Dover Electric, Dover. Eléctrico, Dover Eléctrico, Dover Eléctrico, Dover Eléctrico, Dover Eléctrico, Dover Eléctrico, Dover Eléctrico, Dover Eléctrico, Dover Eléctrico, Dover Eléctrico, Dover Eléctrico, Dover Eléctrico, Dover Eléctrico, Dover Eléctrico, Dover Eléctrico, Dover Eléctrico, etc. Parker se está expandiendo en la misma línea, con las recientes adquisiciones de Bayside y Schneider Electric. Parker se está expandiendo en la misma línea: recientemente adquirió Bayside y Schneider adquirió Berger Lahr. Muchas de estas nuevas pequeñas empresas tienen tecnologías únicas u otras competencias básicas y encontrarán su nicho y, por lo tanto, recibirán más inversión.
A nivel internacional, el desarrollo continuo de estándares gubernamentales e internacionales ha tenido un profundo impacto en la servoindustria, como las regulaciones de la Ley de Energía de EE. UU. EPact II sobre eficiencia energética del sistema de motor, la UL de EE. UU., NEC (National Fire Protection Association) Normas de seguridad de las normas, protección del medio ambiente y normas de seguridad de las normas EU RoHS, WEEE y CE, etc.
El alcance del mercado de los servosistemas de CA continúa expandiéndose, reemplazando cada vez más los sistemas de transmisión mecánica, hidráulica y neumática. Los servos de CA continúan reemplazando la participación de mercado de los servos de CC, lo que resulta en la disminución de los servos de CC en el mercado. todo el mercado de servos La participación ha caído de los actuales menos de 15 por año a aproximadamente 0,5. Al mismo tiempo, la reducción continua en el costo y el tamaño de los servos de CA también está erosionando el mercado de motores paso a paso de alta gama, pero los motores paso a paso; El motor en sí también tiene un lugar en el mercado. Sin embargo, el motor paso a paso en sí también mejora constantemente su competitividad y amplía el espacio de mercado. Por lo tanto, aunque recibe impacto, el mercado también se está expandiendo, pero la velocidad puede no ser tan buena como la del servo de CA.
Creemos que en el proceso de desarrollo del mercado de servos de CA de China, habrá marcas nacionales sólidas y los fabricantes internacionales definitivamente se beneficiarán en el juego de jugadores fuertes, nuestros clientes se beneficiarán y, en última instancia, promoverán todo; industria de la madurez.