变频器，即交流电动机变频调速控制器，是一种电力转换设备，它将电压固定、频率固定的交流电源变换成电压、频率可调节的交流电源。变频器主要由电力变换单元、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理器单元等组成。工作时，微处理器单元根据系统设置和检测单元测得的信号输出驱动脉冲，经过驱动单元放大之后直接控制电力变换单元中IGBT的通断来调整输出电源的电压和频率，进而达到调节电动机速度的目的
 

        变频器根据不同标准有多种的分类方式，如按应用范围划分，变频器可分为通用型变频器和专用型变频器；按转换方式划分，可分为交-交变频器和交-直-交变频器；在交-直-交变频器中，按直流环节的储能方式划分，又可分为电流型和电压型变频器；按电压等级划分，可分为低压变频器、中压变频器和高压变频器等。

 

        ABB变频器主要的功能是连续、无级调节电动机的转速。因此有以下几个方面的功效：（1）实现电动机的节能运行。由于电动机的输出功率与转速成正比，因此在负载不变的情况下，电动机降速运行后，其输出功率相应减小，整体能耗也随之降低，进而实现节能减排目的。（2）实现电动机的软起动和软停止，以减小电动机的起动电流、减小电动机对电网容量的需求和对电网的冲击、避免电动机起停时的机械冲击等，进而降低前期设备的资金投入、延长电动机及负载设备的寿命、减少设备维修费用。（3）取代直流电动机，满足各种场合、设备的工艺需求，提高生产效率或改善产品质量。由于矢量控制技术的引入，变频器实现了媲美直流电动机的快速响应和高精度控制，可取代直流电动机实现各种工艺调速，更节省空间、安装和使用维修也更方便。另外，变频器还有很多的应用功能和保护功能，应用功能如：PID调节、抱闸功能、简易PLC等，使变频器可应用在吊装起重、纺织等行业，扩大了变频器的应用范围；保护功能如过流、过压、短路、过载保护等，使变频器和电机运行更可靠、安全。

 

        目前，变频器在我国各行业均已得到广泛应用，如冶金、化工、造纸、机械等行业。具体应用更广，小型的应用如各行业的鼓风机、输送机、给料机、搅拌机、研磨机、粉碎机、切纸机、压延机、挤压机、阀门、压缩机、冷却塔、塑料机械、电梯、各种纺织机械，大型的应用领域如造纸厂的造纸机、模具厂的注塑机、冶金厂轧钢机，以及化工等行业的大型风机、水泵、起重机、输油管道等。

 

 

        相对于工业化国家来说，我国变频器行业起步较晚，20世纪70年代末到80年代，我国变频器研制阶段才开始，这阶段主要是机械部天津电气传动所（电压型）和机械部西安电力电子技术所（电流型）研制开发。20世纪80年代末到90年代末为通用变频器国外进口阶段，是日本三垦SVF型和日本富士G5/p5型，接着三菱、安川、东芝、松下、ABB、AB、西门子等相继进入中国，国内厂家在技术引进的背景下也陆续研制出国产变频器。进入21世纪，随着国内电力电子技术和微电子技术的发展，变频器行业规模迅速扩大，内资逐渐崛起，内资的市场份额也开始逐渐提升。从2006年左右开始，由于智能功率模块的出现与发展，使得变频器企业只要做控制部分电路及主电源回路和外壳就可以生产出成熟的产品，国产变频器出现了百家争鸣的局面，国产变频器迅猛发展，涌现出了大批的国产变频器，内资借助本地化生产、服务网络以及价格优势，进一步扩大市场份额。

 

       我国变频器生产厂家现有300多家，但是实力和规模参差不齐，个别企业仍采用作坊式的生产模式，主要***维持在20～30家。近年来，我国变频器市场一直保持着12%～15%的增长率，截止到2013年全国变频器市场规模约为285亿元，预计变频器市场需求仍将保持10%以上的增长。变频器行业前景分析统计，我国变频器总的潜在市场空间大约为1200亿～1800亿元。

 

 

        低压变频器为电压等级低于690V的可调输出频率交流电机驱动装置，起步于20世纪50年代末的美国，21世纪以来我国低压变频器逐步崛起。根据中自传媒研究部数据显示：2006年我国低压变频器行业市场规模为92.60亿元，2013年我国低压变频器行业规模已经达到214.05亿元，年复合增长率为12.72%。根据中自传媒研究部《2013年中国低压变频器市场研究报告》，我国低压变频器市场增速将继续维持10%以上，2016年市场总量将超过260亿元。

 

        低压变频器按照不同的用户群体分为四个部分:<=7.5KW, 11-30KW, 37-90KW，及>=110KW，其中30KW以下低压变频器的应用为普遍。大功率主要应用在项目市场，或者大型机械设备，厂商也以欧美系为主，例如西门子，ABB，安弗森（Afsen）;中等功率应用***多，包括传统的风机水泵应用、复杂的机械应用或者项目应用，各大供应商均有此功率段产品;小功率则以机械应用为代表，主要是日系厂商和部分欧美及台湾厂商，例如台达、富士、三菱等。根据中字传媒研究部报告，2012年低压变频市场各功率段分布情况如下图所示：

 

        低压变频器按照不同的应用负载，分为提升负载，机械负载及风机水泵。其中提升负载主要指起重和电梯，也包含其他行业涉及到的提升类应用，以ABB, Siemens、Yaskawa和安弗森(Afsen)为主;机械负载占据市场的一半以上，包括纺织机械、包装机械等主流机械设备，也包含非OEM领域的机械应用。根据中字传媒研究部报告，2012年低压变频市场按应用负载分类如下图所示：

 

        低压变频器产品发展和工业生产密切相关，其下游应用市场分布同工业分布基本一致，据《2014年中国低压变频器市场研究报告》显示，电梯、风电、起重机械和纺织以及市政五大行业是低压变频器市场的主要应用行业。

 

 

（2）低压变频器市场规模将持续稳定增长

 

低压变频技术强调调节和范围，在工业自动化领域与前端PLC控制和后端伺服电机等联系紧密，共同组成工业自动化控制系统。“十二五”规划提出要“改造升级制造业”，其中包括“发展先进装备制造业”，而提升自动化水平将成为重点。而低压变频需求与整体工业发展水平直接相关，随着整个制造业下游装备升级，低压变频行业将持续保持在15%左右的增速。

 

另外一方面，哥本哈根会议后新能源投资成为世人瞩目的焦点，新能源、低碳经济成为各国发展的重点，技术为成熟的风能将是可再生能源的。而低压变频器广泛应用在风电行业的传动系统中，主要作用是将频率变化的风电并入频率恒定的电网，同向、同频、同压的作用。由于变频器技术和风电自动化系统控制技术是风力发电机组的关键技术，风电行业已经成为低压变频器下游应用行业中占比较大、增速较快的应用行业。到2020年，我国风电装机将达到1亿千瓦，如此巨大的市场空间必将带动整个低压变频行业持续较快增长。

 

整个低压变频行业主要由欧美和日系厂商占据，随着国内变频器技术的不断提高和成熟，产品价格已经成为下游客户首要考虑因素。鉴于目前国内外厂商价格差距依然较大，而且国内主要低压变频器生产厂商优势领域相对分散，如英威腾主要集中在起重、拉丝和煤炭，而汇川技术则体现在电梯和注塑机市场，由于竞争差异化的细分，国内变频器厂商短期内并不会出现激烈竞争的格局，因此进口替代在一段时间内将是国内低压变频器厂商保持高增速的主要因素。

 

 

        低压变频器行业的主管部门是国家发展和改革委员会和工业和信息化部。国家发展和改革委员会及其下属各机构主要负责制定产业政策，指导行业结构调整、行业体制改革、技术进步和技术改造等工作。行业内各企业的业务管理和生产经营则完全市场化。行业自律性组织为中国电器工业协会变频器分会，其主要职责包括：收集国内外变频器行业基础资料和调研相关情况，向政府提出本行业发展等方面的建议；协助政府组织编制行业发展规划，推动行业内相关方面的协调发展；协助标准化主管部门制定、修订本行业的国家标准和行业标准，组织建立本行业技术和经济信息网络，并开展国际、国内企业的经验交流与合作。

 

 

 

       国家实行有利于节能和环境保护的产业政策，限制发展高耗能、高污染行业，发展节能环保型产业；鼓励、支持节能科学技术的研究、开发、示范和推广，促进节能技术创新与进步；要求各级人民政府应当加强节能工作，合理调整产业结构、企业结构、产品结构和能源消费结构，推动企业降低单位产值能耗和单位产品能耗，淘汰落后的生产能力，改进能源的开发、加工、转换、输送、储存和供应，提高能源利用效率。

 

        将“节约资源、保护环境”列为基本国策，要求建设低投入、高产出、低消耗、少排放、能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会。同时提出10大节能重点工程，其中“电机系统节能工程”位于第五项，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。

 

       明确指出“发展、推广变频调速技术与装置”，包括“开发电动机拖动用节能调速装置、工艺调速性能用交流调速装置、特种调速用交流调速装置”等。在今后两年将安排中央投资3,500亿元“加快节能减排和生态建设工程”、安排中央投资1,600亿元“加快自主创新和产业结构调整”。规定在国家2008年新增1,000亿元中央投资中的“十大重点节能工程、循环经济和重点流域工业污染治理工程”共安排25亿元中央预算内投资。

        在“指导思想、基本原则和目标”中提出“坚持发展整机与提高基础配套水平相结合。努力实现重大技术装备自主化，带动基础配套产品发展。提高基础件技术水平，开发特种原材料，扭转基础配套产品主要依赖进口的局面。提高国产装备质量水平，扩大国内市场，国产装备国内市场满足率稳定在70%左右”。《实施细则》在“产业调整和振兴的主要任务”中提出“加大技术改造投入力度，推广先进制造技术和清洁生产方式，提高材料利用率和生产效率，降低能耗，减少污染物排放”。《实施细则》在“政策措施”中提出“鼓励使用国产首台（套）装备。建立使用国产首台（套）装备的风险补偿机制。”、“加大技术进步和技术改造投资力度。制定《装备制造业技术进步和技术改造项目及产品目录》，支持使用国产首台（套）重大技术装备，支持目录内装备的自主化、节能节材减排改造、企业兼并重组后内部资源整合、区域性四大基础工艺中心建设、发展现代制造服务业等。”、“落实节能产品补贴和农机具购置补贴政策。用好节能产品补贴资金，对购买高效节能装备产品的终端用户给予补贴，2009年先行开展对高效电机推广应用的补贴”。

 

       计划书明确指出实施电机系统节能技术改造目标：2013年至2015年累计改造电机系统1亿千瓦，其中，2013年改造电机系统3000万千瓦， 2014年改造3000万千瓦，2015年改造4000万千瓦。计划书建议企业应用变频调速等技术对电力、冶金、石化、化工、机械、建材、食品、纺织、造纸等行业的风机、压缩机、泵等设备进行改造。


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                                           2022-01-10   本文摘自网络