我国变频器行业报告

我国变频器行业发展报告深圳市安邦信电子有限公司一、变频器介绍（一）变频器介绍变频器，即交流电动机变频调速控制器，是通过利用软硬件控制系统来控制电力半导体器件的通断作用，从而将工频电源(50Hz或60Hz)变换为各种频率，以实现电动机变速运行的设备。由于变频器能够根据实际需要对电动机转速进行实时调节，因此可以明显降低电动机运行的综合电耗，并起到改进设备控制水平的效果。按照不同的分类标准，变频器可以分为若干类别。按照输入变频器的电网电压等级分类，变频器可以分为低压(110V、220V、380V等)、中压(690V、1140V、2300V等)和高压(3kV、3.3kV、6kV、6.6kV、10kV等)变频器，高压变频器通常采用IGBT多级串联的主电路结构，而中压变频器和低压变频器普遍采用二电平或三电平的主电路结构。由于这一在主电路结构上的明显区别，使得业内人士通常把3kV以下的变频器归为一个大类即中低压变频器，把3kV及以上的变频器归为一个大类即高压变频器。按照主电路工作方式分类，可以分为电压型和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM（脉冲幅值调制）、PWM（脉冲宽度调制）控制变频器；按照用途分类，主要分为通用变频器、专用变频器等；按照控制方式分类，主要分为V/F控制变频器和矢量控制变频器等。（二）变频器应用范围变频器具有卓越的调速性能，20世纪90年代以来，随着人们节能环保意识的加强，变频器作为节能装置的应用也越来越普及，逐步成为用于电机调速的主流装置。由于变频器调速精度高、占地小、工艺先进、功能丰富、操作简便、通用性强、易形成闭环控制等优点，优于以往的任何调速方式，因此变频器的应用领域非常广阔，几乎涵盖国民经济的各个行业。从高压变频器来看，高压变频器可细分为通用高压变频器和高性能高压变频器两大系列，应用领域涉及电力、矿业、水泥、冶金、石化等行业，可实现对各类高压电动机驱动的风机、水泵、空气压缩机、提升机、皮带机等负载的软启动、智能控制和调速节能，从而有效提高工业企业的能源利用率、工艺控制及自动化水平。高频变压器通用高压变频器应用于电力、矿业、冶金、水泥等领域的风机、泵类传动控制高性能高压变频器适用于矿井提升机牵引变频、轧机变频传动、船舶驱动以及高速机车主传动等高端领域低压变频器则根据不用同的应用场合对变频器性能要求的不同，分为高端、中端、低端三类市场。分类负载类型应用领域高端市场提升类、高速传动类、精确控制类负载港口岸桥、垂直电梯、塔吊、造纸主生产线、石油钻井、超微线拉丝机等中端市场中速传动类、中等精度、低速大扭矩类负载雕铣机、陶瓷印花机、电机印刷机、塑料挤出机、直进式拉丝机等低端市场简单调速类、简单传动类负载风机、水泵等随着市场的扩大和用户需求的多样化，变频器产品的功能也在不断完善，应用领域也在不断扩大，从工厂的生产加工设备到工业公用工程、从重型工业到轻工行业都已广泛使用。其中包括在风力发电和太阳能发电领域的应用。变频技术在风力发电和太阳能发电的核心设备——并网逆变器上有着直接的应用，新能源产业的发展将为变频技术的应用提供更为广阔的空间。二、国际变频器发展历史及现状（一）发展历史50年代末，美国通用电气公司推出了晶闸管(可控硅SCR)这一电力电子器件，为变频器的发展提供了划时代的基础硬件。几十年间，电力电子器件从最初的晶闸管(SCR)、GTO(门极可关断晶闸管)，经过BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)，发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)，器件的更新使变频器的应用领域更为广泛，市场规模随之扩大。60年代，变频器在发达国家开始逐步产业化生产，世界变频器产业的发展拉开序幕。到了70年代，变频器的软件技术出现飞跃式发展：1971年德国、美国提出了矢量控制技术，使得变频器的调速性能可以和直流调速相媲美；1973年，美国提出了电力电子技术——“采用电力半导体组件进行电力变换和控制的技术”这一新的技术学科，其主要应用领域就是调速传动；1979年，日本采用矢量控制的变频器开始实用化，变频调速技术上了新的台阶。到了80年代，由于电力半导体开关器件和微电子技术的进步，变频器性能及可靠性大幅提高，价格逐步下降，应用领域进一步扩大。进入90年代后，变频器产品性能、可靠性进一步提高，价格、体积进一步下降，其应用范围更加广泛。近十几年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，电气传动技术经历着一场历史性革命，即交流调速取代直流调速、计算机数字控制技术取代模拟控制技术成为应用技术的主流。电机交流变频调速技术因其高效率、高功率因数、优异的调速和启制动性能，具有显著的节电和改进工艺控制水平的效果，被国内外公认为最有发展前途的调速方式。预计未来几年变频器将向系统化和网络化的方向发展，另外采用交-交变换的矩阵变频器、采用柔性PWM技术的绿色变频器也由于各自的优异性能，日益成为业界研究的重点。从目前变频器的性能、功效和业界技术发展状况来看，目前还没有出现功效与变频器接近的替代品，变频器被认为是电机系统节能和许多工业领域提高工艺控制水平的最佳选择。（二）国外变频器进入中国1、日本变频器产业日本变频器产业从20世纪80年代以来一直维持成长的趋势。从1987年产值400多亿日元到1992年产值900多亿日元，年平均增长16%。东芝、三菱、富士、安川等几家大公司产量已超过300万台，是世界上重要的变频器生产厂家。到目前，日本的所有名牌变频器，如富士、东芝、三菱、安川、日立、三垦、松下电工、松下电器、三木、明电舍、住友、东洋、春日等已全部进入中国。日本变频器占有中国市场的较大份额。2、欧美变频器产业美国变频器市场1989年11万台，市场值3.8亿美元，1992年产量17.4万台，市场值4.77亿美元。欧洲变频器的市场规模，1992年为7.64亿美元，德国占36%，法国占15%，英国占12%，意大利占8%，比、荷、卢占7%，西班牙占5%，瑞典占3%。到目前，ABB、西门子、施耐德、AB、罗宾康、GE、TE、Reliance电子、丹佛斯、伊林、CT、西枝来克、vacon、阿尔斯通、欧陆、安萨尔多、科比、欧姆龙、S1E1、SEW、艾默生、摩托托尼、伦茨、创新（意大利）、乌克兰高压变频均进到中国。欧美变频器占有中国市场重要份额。3、韩国变频器产业后起之秀韩国也参与争夺中国市场。在工厂管理上，韩国效法日本，在变频器市场的争夺上，韩国也紧紧跟上。虽然韩国的变频技术起步较晚（不比中国早），但也有LG、三星、现代重工、SEOHO、奥托尼克斯等品牌进入中国，不过市场额不大。4、台湾变频器产业台湾地区除少数厂家外，均在大陆占一席之地。台湾地区变频器起步于20世纪90年代初，共有67个厂家，投资500～1000万元台币的占58%，4000万台币以上规模的18%，员工50人以下的占66%，百人以上的占21%，主要分布在台北，约占厂家数72%，多数变频器带有日本的痕迹。普传、台达、台安、利佳、宁茂、大同、隆兴、士林、大晋、东元、阳冈、九德松益、欧林、还有爱德利、泓荃、三垦、东冈等在大陆占有一席之地，并占有一定的市场份额。三、国内变频行业发展历史及现状（一）国内变频器发展历史上世纪60、70年代，变频器产品已在发达国家有着广泛应用，到80年代初国内企业开始接触国外的变频技术，80年代后期以日本品牌为代表的外资品牌开始涌入中国，成为中国变频器行业的开端。随着我国经济的高速发展和人们节能环保意识的增强，经过近20年的推广和使用，变频器这一产品已经得到国内广大企业用户的认可，在我国的应用越发普及，行业规模迅速扩大，外资品牌从三垦、富士2个发展到此后的约40个，同时涌现出一百余个内资品牌，品牌总数达到140多个。与发达国家相比，我国变频器企业从整体上仍相对落后，虽然内资品牌数量众多，但绝大多数企业产销规模小，受技术、资金和管理水平等方面制约，综合竞争力较弱。21世纪以来，众多外资品牌在中国大陆建厂，实施本地化经营。目前国际知名度较高的约十个左右外资品牌均已进入国内市场，而且市场份额均排名前列，其中在国内市场销售额排名前五位左右的国际一流品牌在资本规模、产销规模和综合技术水平等方面的实力更加突出，包括西门子、ABB、安川电机、富士电机等。许多民营资本也积极进入变频器行业，由此产生了大量变频器生产企业，主要集中在沿海如广东、浙江、山东、上海等地区。在国家宏观政策的大力支持和引导之下，近几年内资品牌中出现了少数优势企业，不但成功研发了代表高端控制水平的矢量变频器，而且生产规模和产品综合性能也有较大提高。这些企业虽然尚未具备与西门子、ABB等国际一流品牌展开全面竞争的实力，但已在部分细分产品和市场上表现出明显的竞争优势，市场份额逐年扩大，正在使原有由外资品牌主导的国内变频器市场格局发生改变。（二）国内变频器发展现状1、政策支持我国工业耗电约占耗电总量70%，其中电机耗电占工业耗电的60%-70%，而发电国家工业耗电只占45%左右；我国能源利用效率低，其中电机系统效率比发达国家低约20%-30%。通过对电机变频调速可平均节能30%以上，节能效果显著，电机节能空间巨大。全球性“节能减排”工业改造计划正在大规模推行，我国“十一五”规划中制定的“节能减排”战略也取得重要成效，但距离“十一五”期间GDP能耗累计降低20%的目标仍有较大差距。公开数据显示，2009年中央财政投入580亿元扶持节能减排重点工程，2010年投入总额较比2009年猛增了43.6%。除了财政支持，国家也出台了多项政策支持电机节能，鼓励支持电机节能技术开发和电机节能产品的应用。各项政策节能减排政策内容《纺织和装备制造业调整振兴规划》2009年2月4日，国务院常务会议审议并原则通过了“纺织和装备制造业调整振兴规划”，在产业调整和振兴的主要任务中明确要求“发展高效清洁发电，推进风电设备自主化，重点实现变频控制系统、风电轴承、碳纤维叶片等产品的国内制造”，“加快实施高档数控机床与基础制造装备科技重大专项，掌握高档数控装置、电机及驱动装置、数控机床功能部件、关键部件等的核心技术”《节能技术改造财政奖励资金管理暂行办法》2007年11月，财政部下发的《节能技术改造财政奖励资金管理暂行办法》中规定：对完成节能量目标的项目承担企业给予奖励，其中电机系统节能和能量系统优化项目属于财政奖励的节能技术改造项目之一。《办法》中明确表示对项目改造后每形成1吨标煤节约能力，中央财政将按东部地区200元、中西部地区250元的标准给予奖励；对符合奖励条件的节能技术改造项目，为调动企业积极性，按企业报告节能量先预拨60%的奖励资金。《节能减排综合性工作方案》2007年6月，国务院《节能减排综合性工作方案》提出“完善促进节能减排的财政政策”，要求“各级人民政府在财政预算中安排一定资金，采用补助、奖励等方式，支持节能减排重点工程、高效节能产品”《“十一五”十国家发改委2006年7月发布的《“十一五”十大重点节能工程实施意大重点节能工程实施意见》见》的第五项“电机系统节能工程”，要求更新淘汰低效电动机及高耗电设备；提高电机系统效率，推广变频调速、永磁调速等先进电机调速，对大中型变工况电机系统进行调速改造；优化电机系统的运行和控制。《“十一五”规划纲要》《“十一五”规划纲要》提出10大节能重点工程，其中“电机系统节能工程”位列其中，鼓励推广变频调速节能技术，制定相关经济激励政策和技术政策、完善电机能效标准体系等配套措施。《节能中长期专项规划》2006年，国家发改委制订《节能中长期专项规划》，把电机系统节能工程列为十大重点工程之一，并明确提出要在煤炭、电力、有色、石化等行业实施高效节能风机、水泵、压缩机系统优化改造，推广变频调速、自动化系统控制技术。《产业结构调整指导目录（2005年）》国家发改委《产业结构调整指导目录（2005年）》鼓励类包含：“交流变频调速节能技术开发及