变频器市场应用合作前景开发

合作投资变频节电工程可行性研究报告
1总论
1． 1 引言
    变频节电器是近几年发展起来的一种新型节能产品，对于各种交流电机设备，配备专用的变频器后，可以使原电机的能源利用率大大提高，从而达到节电之目的。在能源日益紧张的今天，变频器作为交流调速的一种主要手段，以其很强的可靠性和抗干扰能力，在工业生产中得到了越来越广泛的应用，具有广阔的市场潜力。
    为了开发变频节电市场，本公司对该项目的可行性进行了较全面的分析，提出了合股经营的发展战略。本报告从变频节电器发展的历史背景、应用领域、市场前景入手，分析了开展变频节电器工程的现实意义和实际效果，并根据项目的发展前景提出了合作投资的可行性。
1． 2项目依据
在当前全球经济发展过程中，能源始终是制约国家经济增长的主线之一。能源工业作为国民经济的基础，对于社会的进步、企业的发展和人民生活水平的提高都极为重要。我国虽然地大物博、资源丰富，但仍然是能源贫国。有资料表明，由于受资金、技术和能源价格等因素的影响，我国能源利用率比发达国家低很多。90年代，中国高能耗产品的耗能量一般比发达国家高12%～55%，能耗综合利用效率为32%，能源系统总效率为9.3%，只及发达国家的50%左右，90%以上的能源在开采、加工转换、储运和终端利用过程中损失和浪费。特别是在电力和电力设备利用上，由于我国总体装备比较落后，能源效率更低。虽然我国电力行业发展迅速，但仍然满足不了经济的发展和人民生活需求增长的需要。因此，节约能源已是摆在每个人面前的重要话题，特别对于一个企业的发展更显得十分重要。
节能的根本出路在于技术进步。过去长期提倡的“节约用电”，在很大程度上是限制用电。新的“节电”概念应该是通过对现有的用电设备、电器、用电观念等进行改革，提高电能的利用效率和提高单位能耗所创造的经济效益。美国著名的财经刊物《CFO》（财政执行官）杂志最近发表的对美国1000家最大的上市企业所做的一项调查，获得了两项惊人的发现：第一，电费开支通常为企业的第三或第四项最大的成本；第二，对多数企业而言，电费是未被企业控制的最后一项成本。在多数人的传统概念中，电费成本是生产成本中的一部分，无需单独加以考虑。他们可以对物料成本控制，人工成本控制，运输成本控制，税费控制和行销费用的控制，但恰恰对电费的控制感到力不从心。《CFO》杂志为此而惊呼：电费成本控制，成了美国大公司的最后一块成本控制处女地，是未控制的一项成本，同时也是企业的最后一项可控成本。为了降低生产成本，提高经济效益，我们有理由提出，节电也是一种资源，要进行节电资源结构分析，进行节电资源综合规划，努力提高节电资源的利用率。
1．3  项目背景
我国从80年代初期就开始制定了“能源开发与节约并重，近期把节约放在优先地位”的能源发展总方针，有计划、有组织地开展了有效的节能工作。为了转变和更新观念，党的十五大提出了“高度重视节约能源和原材料，提高资源利用率”的方针。为了推进全社会的节能工作，提高国民经济和社会效益，1997年11月1日，第八届全国人民代表大会常务委员会第28次会议通过了《中华人民共和国节约能源法》，并于1998年1月1日起开始施行。节能法的实施，将节约能源纳入了法制的轨道，法律要求各行各业应当制定节能技术政策和发展规划，推广节能新技术、新设备和新材料。在节能法中，明确提出国家鼓励发展下列通用节能技术：“逐步实现电动机、风机、泵类设备和系统的经济运行，发展电机调速节电和电力电子节电技术，开发、生产、推广质优、价廉的节能器材，提高电能利用效率”。国家计委基础产业司节能和新能源处陈和平处长在《我国“十五”节能规划思路》中指出：“在调研的基础上，提出推进电机及其拖动系统和调速系统的一揽子节能促进标准、政策、投资、计划等，争取使系统效率提高12～15个百分点，年节电数百亿千瓦时”，同时，他又指出：“十五”计划中，我国电机系统节能方面的投入将高达500亿元左右。这就为能源消耗大户之一的电机节能提供了一个巨大的市场需求空间。
2  变频节电工程应用领域
变频节电器产品应用领域集中体现在有电机设备的行业，在深圳、东莞地区已经涉及的主要产品是塑胶行业的注塑机变频节电器。另外，变频节电器也在向空压机、空调、恒压供水、纺织机等领域发展。
本报告将重点介绍注塑机变频节电工作原理和性能特点，其他变频节电产品的工作原理与其基本相同，可以参考。
2．1 注塑机变频节电工程
2．1．1 注塑机变频器节电工作原理 
现有注塑机绝大部分为定量泵的液压系统，其油泵马达以恒定的转速提供恒定的液压油流量，多余的液压油通过溢流阀回流，此过程称为高压节流。高压节流率一般为60%～70%，能量损失多达30%～40%。同时，由于液压油长期的全速回圈流动，与液压件、机械件的剧烈摩擦，造成油温过高、机械寿命缩短等弊端。针对高压节流耗能现象，部分注塑机厂家已研制出变量泵的注塑机。但由于将定量泵液压系统改造为变量泵液压系统的工程浩大、成本过高等多方面原因，因此这种改造是不实际的。
由于注塑机是一种典型的周期性变动负荷设备，在一个完整的生产周期（包括锁模、射胶、充填、熔胶、冷却、开模）的不同阶段中，对于其液压系统来说，每个阶段对压力的需求是不同的，从油泵的负荷特性可知,油泵转速愈高，其输出压力就愈大，这样，只要调节油泵电机的转速就可以实现液压系统压力的调节。
变频节电器是一种可改变工频（50赫兹）电源频率的电源控制装置，通过变频器来调节频率可实现交流电动机转速的改变。注塑机专用变频节电器正是按照这一原理，根据注塑机生产工艺对系统压力、流量的需求，直接利用注塑机电子控制的同步信号，变频器全过程跟踪各级压力和流量的变化，通过自动调节油泵电机的转速以适应各阶段的需求，使油泵电机的输出负荷与工艺流程对系统的需求呈合理的匹配关系，从而达到最大限度的节电目的。
从理论上我们可知，电机的转速N与供电频率f有以下关系：
       120 f
  N = ———— （1 – s）
             p
其中：  p——电机极数      S——转差率
可见，电机转速和频率成正比，如果不改变电动机极的对数，只改变供电的频率，电动机的转速即成正比例改变。
又根据定理：  Q ∝ N，    M ∝ N2     P ∝ N3
其中：  Q-流体的流量， M-轴转矩，P-轴功率
由以上可知，轴功率同电机转速成立方关系，改变电机频率，轴功率即成立方关系变化。
注塑机专用变频节电器采用注塑机流量控制信号，控制注塑机电机。
控制系统图如下：


三相380V电源



2．1．2 注塑机变频节电系统功率特性
下图是一台油泵电机节电与非节电运行的实测功率特性曲线.
注塑机型号： 震德CJ180 M3注塑机
油泵电机功率：18.5KW     成型周期：32秒
加工产品特征：硬塑装配玩具（ABS材质），一模八腔，11.5盎士






由上图可看出，由于采取了变频调速技术，在节电状态下，油泵电机的输出功率在一个周期的各个阶段较之非节电状态均有明显下降，特别是在冷却、清料时输出功率几乎为零。图中阴影部分即反映出节省出来的功率。
2．1．3 注塑机变频器节电系统运行状况
⑴ 保留注塑机油泵马达原有Y-Δ启动/运行线路不变。 
⑵ 对注塑机原有液压系统及计算机控制系统不作变动。
⑶ 电机软启动，对电网无大电流冲击，延长电机使用寿命，同时减轻开锁模振动和机械冲击，延长设备和模具的使用寿命。
⑷ 节电器根据注塑机生产工艺的需求，全过程跟踪各级压力和速度的变化，自动进行油泵电机的转速调节。
⑸ 更换模具及改变注塑机工作状态，均无需对变频器作任何调整。
⑹ 节电器采用市电/节电运行转换控制方式，以备故障时不影响生产
2．1．4 注塑机变频节电系统性能特点
⑴ 电机软启动，启动时无大电流冲击，延长电机使用寿命；使用相同功率的电机群，在省电的同时，还可大幅度地降低由于电机通常方式运行时冲击电流对供电变压器或发电机组装机容量的要求。
⑵ 系统发热明显减少，液压系统油温降低，减缓油质劣化程度，延长密封件的老化时间，降低停机维修机会，节省大量维护费用。
⑶ 注塑机冷却用水可节省30%以上。
⑷ 具有过压、欠压、过流、过载、故障重起动等各种保护功能，使注塑机保护系统更齐全可靠。
2．1．5 注塑机变频节电器产品
⑴ ALPHA2000型注塑机专用变频节电器：针对注塑机的工作特性，采用闭环控制软件，跟踪注塑机生产全过程，节电率可达30-70%。该产品已被国家认定为“2001年国家高科技成果推广产品”。
    ⑵ CVF-ZS系列注塑机专用变频节电器：采用先进的德国西门子IGBT及三菱的IGBT元器件，并采用了32位单片微处理器（CPU），可直接与注塑机比例流量阀的流量信号和比例压力阀的压力信号相连接，通过专用参数的设定，可与各种注塑机中使用的油泵马达进行最佳匹配，保持高效节能运行。
    ⑶ 森兰SB60G通用变频调速器：独特的拟超导技术，低速高转矩输出；内置PLC功能，实现小型生产线的自动化控制；转差补偿，AVR自动稳压功能；IPM、IGBT智能模块超静音运行；大功率机型超小形体，超轻重量；全封闭柜机，恶劣条件下也能可靠运行。
      另外，日本的产品有：松下，三菱，东芝，富士，三肯等。
           德国的产品有：西门子等
           台湾的产品有：安川，安邦信等。
2．2 空压机变频节电工程
2．2．1 空压机变频器节电工作原理
              空气压缩机是现代化生产车间不可缺少的设备。一般情况下，空压机的技术指标是按车间最大用气量来设计的，但用气量一般不会稳定，用气量高时，空压机能充分利用其功率，用气量低时，空压机就会浪费一定能量。这样，经常造成管网压力过高，容易引发管爆；用气量小时又会造成空压机空转现象，既浪费能源，又不能保证供气质量。
              采用变频器技术对供气压力实现PID闭环控制，可以调节电机的转速，从而调节空压机的送气量，使空压机的压力保持恒定，达到保证供气质量和节能之目的。
         2．2．2 空压机变频节电器应用范围
              对于具有风机、泵类的生产工场均可使用空压机变频节电器。
例如，石油化工生产过程中，流量、液面、压力等工艺参数经常随工况的改变而改变，常规的方法是采用控制阀门或挡板开度来改变流量液面等参数，这实际上是用人为增减阻力的方法实现调节，能量大量损失在阀门或档板的阻力上。变频调速器装置可高效地、精确的调节电动机的转速，使得流量、压力等工艺参数的控制由低效的阀门、挡板的节流控制跃变为高效的转速控制，从而节省大量的能源。
再如，在大庆石化公司炼油厂350万吨/年常减压车间，其燃料油泵流量在8000～10600吨/日之间变化，因工艺要求动态变化而更加频繁。由于工业用的泵原动机大多为异步电动机，泵的特性曲线只能是一条或几条不连续的曲线所组成，泵控系统的流量调节不连续，给长期连续运行的泵类负荷造成流量（压力）波动，变频技术的出现，使泵类负荷不连续的问题迎刃而解。大庆石化公司炼油厂进行变频节电改造后，其节电率已达到30%，得到了良好的经济效益。
2．3 空调变频节电工程
空调器冷气机的制冷能力是根据空调系统在最不利的使用情况下再加上一定的富余量而确定的，在实际运行中，几乎很少有机会在这种状态下满负荷长时间运行，使这些设备处于低效率工作状态，造成能源极大的浪费。同时，空调器制冷量随季节、时间的变化存在着较大的差距，完全可以采用空调变频节电器来进行调节，使空调系统始终保持在高效率节能和最佳的运行状态。
据统计，中央空调的用电量占各类大厦总用电量的70%以上。采用变频调速技术不仅能使商场室温维持在所期望的状态，让人感到舒适满意，更重要的是其节能效果高达30%以上，能带来良好的经济效益。
2．4 恒压供水变频节电工程
在一个供水系统中，水泵是整个系统的动力部分，主要用途是增压供水。泵的选型一般以管网流量最大、扬程最大的不利状况为依据。由于在实际情况中用水的需求量是在不断变化的，因此，水泵的运行也要随之进行变化才能达到补水速度的最佳匹配。恒压供水变频节电系统可随时根据管网用水情况调节水泵速度，由实际用水多少来自动调节，保证管网压力的稳定，达到供水自动化和节能目的。
2．5  纺织机变频节电工程
依据纺织行业特殊的环境及机构而设计的纺织机专用变频节电器，将原来机械齿轮调速改变为变频无级调速，能克服原方式中存在的变速比调节范围小、人工工作量大、无法确定线速比等缺陷，具有细纱机卷线机筒子机整轻机等纺织机械所需的不同控制功能，平均节电可达30%左右。
3 市场分析
3．1 市场容量 
当前，电机是我国主要的工业耗电设备，据清华大学电机权威人士统计，我国电机的总装机容量已达4亿千瓦，年耗电量达6000亿千瓦时，约占工业耗电量的80%。我国在用的电机拖动系统总体装备水平仅相当于发达国家50年代水平。另外据统计，对于塑胶行业的电费成本，约占整个生产成本的20%～50%。在发达国家，变频器在电机投用的普及率已达到80%，而我国变频器的运用还在起步阶段，普及率不到10%。从以上可以看出，变频调速系统在我国有着非常巨大的市场需求。
从应用领域来说，国内变频调速技术在经过几年的应用推广下已得到了较快的发展，变频调速技术的领域已初步涉及到电子、机械、石化、冶炼、纺织、汽车等多种行业，应用范围已覆盖注塑机、空压机、空调、恒压供水、纺织机等各种交流电机设备。
从从发展区域来说，变频调速技术的应用在我国沿海省份和南方城市发展较快，目前已有向内地快速渗透的趋势。
    深圳作为新兴的特区工业城市，电子产业和其它行业发展迅猛，但节能工作尚处于起步阶段。深圳市的标准煤能耗占全国能耗的1%，且有快速增长之势，节电市场潜力非常大。
东莞地区是以制造业为主的产业基地，外资企业有14000余家，仅拥有注塑机的厂家就有3400多家，如果以每个厂20台注塑机计算，东莞地区就拥有注塑机68000多台，仅作注塑机一项就有着庞大的市场，其余的10000多家外资企业在其它领域的应用就更是无法统计。
在内地，对炼油厂、化工厂、化肥厂、造纸厂、冶炼厂、大型宾馆、商场以及具备中央空调的生活小区，均可采用变频调速技术，其市场潜力更是无法估量。
3．2 公司优势 
深圳市鑫科实业有限公司是一家集变频器设计、开发、应用为一体的专业性节能公司。在变频调速技术的实践工作中，积累了丰富的经验，具有得天独厚的优势。简言之有如下几点：
⑴ 有一批较强的技术力量，大专以上的工程技术人员占全公司人员的70%。
⑵ 有丰富的实际节电改造工作经验，在最近半年时间里，公司已完成装机的厂家就有近50家，装机台数100多台，节电率可达30-70%。
⑶ 有产、供、销和售后服务一条龙的运作程序和服务方式，深得客户的信任。
⑷ 有一批客户群。目前在东莞地区已有意向装机改造的注塑机厂家已达100多家。在内地，特别是在湖南岳阳地区的长岭炼化公司、岳化、岳阳恒立以及福建炼油厂等大型厂家，公司领导有较为密切的联系。
⑸ 公司在深圳、东莞地区已发展成为一家很有名气的变频节电专业公司，列广东地区注塑机节电行业5强之内。
3．3 市场风险 
公司虽有一定的基础和实力，但要寻求更大的发展空间，仍有一定的风险：
⑴ 有些厂家（特别是内地的厂家）对变频节电技术还存在着“可有可无、犹豫不决、怀疑观望”等模糊认识，这就会增加工作的难度。应加强营销攻势，加强宣传力度，重点突破，带动其它，向广度和深度挺进。
⑵ 随着市场的扩大 ，各竞争对手也在群起争雄。目前广东地区规模较大的节能公司约为4～5家，规模较小的节能公司也有约20～30家。估计经过一段时间的竞争后，资产能达到100万元以上的、有工程实力的公司能保存10家左右。因此，如果不快速发展，按照“骑自行车——不快即倒”（厉以宁语）的原理，就会有被淘汰的危险。
⑶ 市场价格变化较大。由于变频节电技术在南方城市推广较快，市场价格也随之波动变化，目前价格由原来35%以上的获利率，逐步向20%获利率的合理区靠拢，获利空间在逐步减少。要采用相应的策略，争取更多的市场份额，才能获得更多的利润。
⑷ 随着变频节电技术的发展，预计在10年之后，更新的节能技术可能会取代目前的变频节电技术。因此，如果没有不断创新的精神，企业也很难长期生存。
3. 4 规避风险策略
根据市场存在的风险, 我们可以采取如下几点策略：
⑴ 以注塑机变频节电工程为龙头，以通用变频器为辅快速发展，尽快向内地渗透，争取在其他工程领域有所突破。
⑵ 以参加展会、信息发布会等有效形式，广泛开展对产品信息和公司形象的宣传，扩大产品吸引力和公司影响力。
⑶ 对每一项工程先期免费进行试机，做好测试报告，并根据测试结果做好投资分析报告，为用户设计一个满意的、切实可行的投资方案。
⑷ 树立典型工程，起到作好一家、带动一片的效果。
⑸ 制订灵活的价格政策，尽早占领市场。
⑹ 寻找更为价廉物美的变频器设备，以更低的设备成本来换取更多的利润。
⑺ 精打细算，降低成本，合理开支，减少浪费，务实求真，讲究实效。
4  合资经营的运作模式
4．1 合作模式
⑴ 以合股投资的形式合作经营，成立合资经营实业有限公司，风险共担，盈亏共享，共同向市场要效益，共同在竞争中求发展。
⑵ 以出资高于51%的一方担任董事长，并出任一副总经理监管经营方式和进行财务监督；以另一方出任总经理，负责市场运作和日常管理；
⑶ 每年召开1～2次董事会，确定和修改公司章程，规范经营模式，审核财务报表；
⑷ 所得利润按股分成，每年分配1～2次。
4．2  管理模式
公司名称：可以以现有的“深圳市鑫科实业有限公司”继续运行，也可以按董事会的决议重新注册新的公司名称。
公司规模： 公司下设市场部3人、工程部3人、财务部2人、售后服务部2人、办公室（含司机）2人，共四部一室，另设正副总经理各1人，共14人。
公司地址：暂设广东省深圳市。另外在开展业务的地区开办业务代理或业务办事处。
4．3  经营理念
经营方针：以注塑机为主要领域，逐步向空压机、纺织机、空调、恒压供水等领域渗透；以深圳、东莞地区为主战场，逐步向广东其它地区和内地扩展。
经营目标：
⑴ 近期目标：完成注塑机装机360台/年，投入资金80万元人民币，完成销售收入380万元，实现利润50万元，投入产出比 为63%． 
⑵ 远期目标：完成空压机等其它电机设备改造，追加投入资金70万元人民币，完成销售收入500万元，实现利润70万元，投入产出比为80%．
服务宗旨：以质量求生存，以信誉求发展
服务准则：一流的质量，一流的工程，一流的服务
5 投资回报分析
本报告投资回报分析，分为近期目标和远期目标两部分，根据资金和市场情况可以分步进行，也可以把两期目标合为一步同时进行。
5．1 近期目标
下面分别以每月完成20台和30台注塑机节电改造进行投资回报分析。
如下表所示：
销售规模台/月 每月工资万元 一年工资万元 每月费用万元 一年费用万元 每月设备万元 2月设备万元 年总费用万元 每月毛利万元 每年毛利万元 年纯利润万元 前期投入万元 投入产出比 %
 20   2  24 1．5  18  15  30  42  6  72  30  60 50% 
 30  2．8 33．6  2.04 24.4 22.5  45 58  9 108 50 80 63%
说明: 以实现近期目标每月改造30台为例具体说明如下：
⑴ 每月工资： 2000元/人* 14人＝2.8万元
⑵ 每月费用： 含房租、车辆、电话、食宿、办公费等共2.04万元
⑶ 每月设备费：每台设备平均为15KW/台，设备进货价500元/KW，
               则30台设备价为：15KW/台*500元/KW*30台＝22.5万元
⑷ 一年总费用：一年工资﹢一年费用＝33.6万元﹢24.4万元＝58万元
⑸ 每月毛利： 根据实际销售经验，注塑机每KW可获毛利200元，则有：
30台/月*15KW/台*200/KW＝9万元/月
⑹ 每年毛利： 9万元/月*12月＝108万元
⑺ 年纯利润： 每年毛利－年总费用＝108万元－58万元＝50 万元
⑻ 前期投入：2个月设备费﹢约半年总费用﹢前期开办费（10万元）
＝45万元﹢25万元﹢10万元＝80万元
⑼ 投入产出比：年纯利润÷前期投入＝50 万元÷80万元＝63%
5．2 远期目标
在完成近期目标的同时，逐步向广东省和内地发展,争取在空压机、空调、恒压供水和纺织机等领域有所突破。投入资金100万元人民币，力争完成销售收入500万元，实现利润70万元，投入产出比达到80%。
6． 结论
⑴ 变频节电器产品经过十几年的不断发展创造，已经形成了一套完整的工艺流程和技术路线，并通过多年的运行实践，证明变频节电器在技术上是可行的。
⑵ 由于变频节电技术在我国起步较晚，大多数企业，特别是电子、冶金、化工、纺织、机械等大型重要行业还很少或正在涉及这一领域，市场还远未达到饱和，因此，有着广阔的市场前景。
⑶ 大多数企业已经认识或正在认识节约能源对于提高经济效益的重要性和紧迫性，对于变频节电技术有着较强的使用愿望，因此，对用户的需求存在较大的想象空间。
⑷ 变频节电技术受到国家政策的大力保护和扶持，特别是1998年开始施行的《中华人民共和国节约能源法》，明确规定，要发展电机调速节电和电力电子节能技术，从法律上使变频节电技术的推行得到了有力保证。
⑸ 公司通过不断发展已具备一定的实力和规模，有较强的技术水平和丰富的实际操作经验，为公司的长远规划打下了一个有力的基础。公司提出的发展战略符合目前的实际情况，具有切实的可行性。
⑹ 从项目背景、政策导向、市场前景、技术手段和实际运作经验等各方面都已说明，组建新的变频节能公司的条件均已成熟，我们应抓紧这一难得的机会，敢于开拓，勇于进取，就一定能克服千难万险，善为人先者必胜。
⑺ 在市场前景看好的前提下，仍存在一定的风险，要充分认识这种风险的严重性，采用相应的应变策略，才能立于不败之地。
“十五”计划即将开始实施，节能工作将担负更重要的任务。随着中国加入WTO，中国的节能市场将大有可为。面向新世纪，我们将凭着自身的优势和实力，继续开拓进取，广泛加强同各界同仁的合作，为弘扬民族变频调速产业而作出更大的努力。