低壓變頻器：傳統(tǒng)升級的新機遇

低壓變頻器：傳統(tǒng)升級的新機遇一、行業(yè)概況1、變頻器的概念、分類和應(yīng)用變頻器，即交流電動機變頻調(diào)速控制器，是一種電力轉(zhuǎn)換設(shè)備，它將電壓固定、頻率固定的交流電源變換成電壓、頻率可調(diào)節(jié)的交流電源。變頻器主要由電力變換單元、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元、微處理器單元等組成。工作時，微處理器單元根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置和檢測單元測得的信號輸出驅(qū)動脈沖，經(jīng)過驅(qū)動單元放大之后直接控制電力變換單元中IGBT的通斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，進而達到調(diào)節(jié)電動機速度的目的（根據(jù)交流感應(yīng)/異步電動機轉(zhuǎn)速與頻率成正比的特點）。變頻器根據(jù)不同標準有多種的分類方式，如按應(yīng)用范圍劃分，變頻器可分為通用型變頻器和專用型變頻器；按轉(zhuǎn)換方式劃分，可分為交-交變頻器和交-直-交變頻器；在交-直-交變頻器中，按直流環(huán)節(jié)的儲能方式劃分，又可分為電流型和電壓型變頻器；按電壓等級劃分，可分為低壓變頻器、中壓變頻器和高壓變頻器等。變頻器最主要的功能是連續(xù)、無級調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。因此有以下幾個方面的功效：（1）實現(xiàn)電動機的節(jié)能運行。由于電動機的輸出功率與轉(zhuǎn)速成正比，因此在負載不變的情況下，電動機降速運行后，其輸出功率相應(yīng)減小，整體能耗也隨之降低，進而實現(xiàn)節(jié)能減排目的。（2）實現(xiàn)電動機的軟起動和軟停止，以減小電動機的起動電流、減小電動機對電網(wǎng)容量的需求和對電網(wǎng)的沖擊、避免電動機起停時的機械沖擊等，進而降低前期設(shè)備的資金投入、延長電動機及負載設(shè)備的壽命、減少設(shè)備維修費用。（3）取代直流電動機，滿足各種場合、設(shè)備的工藝需求，提高生產(chǎn)效率或改善產(chǎn)品質(zhì)量。由于矢量控制技術(shù)的引入，變頻器實現(xiàn)了媲美直流電動機的快速響應(yīng)和高精度控制，可取代直流電動機實現(xiàn)各種工藝調(diào)速，更節(jié)省空間、安裝和使用維修也更方便。另外，變頻器還有很多的應(yīng)用功能和保護功能，應(yīng)用功能如：PID調(diào)節(jié)、抱閘功能、簡易PLC等，使變頻器可應(yīng)用在吊裝起重、紡織等行業(yè)，擴大了變頻器的應(yīng)用范圍；保護功能如過流、過壓、短路、過載保護等，使變頻器和電機運行更可靠、安全。目前，變頻器在我國各行業(yè)均已得到廣泛應(yīng)用，如冶金、化工、造紙、機械等行業(yè)。具體應(yīng)用更廣，小型的應(yīng)用如各行業(yè)的鼓風機、輸送機、給料機、攪拌機、研磨機、粉碎機、切紙機、壓延機、擠壓機、閥門、壓縮機、冷卻塔、塑料機械、電梯、各種紡織機械，大型的應(yīng)用領(lǐng)域如造紙廠的造紙機、模具廠的注塑機、冶金廠軋鋼機，以及化工等行業(yè)的大型風機、水泵、起重機、輸油管道等。2、變頻器行業(yè)發(fā)展概況相對于工業(yè)化國家來說，我國變頻器行業(yè)起步較晚，20世紀70年代末到80年代，我國變頻器研制階段才開始，這階段主要是機械部天津電氣傳動所（電壓型）和機械部西安電力電子技術(shù)所（電流型）研制開發(fā)。20世紀80年代末到90年代末為通用變頻器國外進口階段，最早是日本三墾SVF型和日本富士G5/p5型，接著三菱、安川、東芝、松下、ABB、AB、西門子等相繼進入中國，國內(nèi)廠家在技術(shù)引進的背景下也陸續(xù)研制出國產(chǎn)變頻器。進入21世紀，隨著國內(nèi)電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器行業(yè)規(guī)模迅速擴大，內(nèi)資品牌逐漸崛起，內(nèi)資品牌的市場份額也開始逐漸提升。從2006年左右開始，由于智能功率模塊的出現(xiàn)與發(fā)展，使得變頻器企業(yè)只要做控制部分電路及主電源回路和外殼就可以生產(chǎn)出成熟的產(chǎn)品，國產(chǎn)變頻器出現(xiàn)了百家爭鳴的局面，國產(chǎn)變頻器迅猛發(fā)展，涌現(xiàn)出了大批優(yōu)秀的國產(chǎn)變頻器品牌，內(nèi)資品牌借助本地化生產(chǎn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)以及價格優(yōu)勢，進一步擴大市場份額。我國變頻器生產(chǎn)廠家現(xiàn)有300多家，但是實力和規(guī)模參差不齊，個別企業(yè)仍采用作坊式的生產(chǎn)模式，主要品牌維持在20～30家。近年來，我國變頻器市場一直保持著12%～15%的增長率，截止到2013年全國變頻器市場規(guī)模約為285億元，預(yù)計變頻器市場需求仍將保持10%以上的增長。變頻器行業(yè)前景分析統(tǒng)計，我國變頻器總的潛在市場空間大約為1200億～1800億元。3、低壓變頻器行業(yè)發(fā)展概況低壓變頻器為電壓等級低于690V的可調(diào)輸出頻率交流電機驅(qū)動裝置，最早起步于20世紀50年代末的美國，21世紀以來我國低壓變頻器逐步崛起。根據(jù)中自傳媒研究部數(shù)據(jù)顯示：2006年我國低壓變頻器行業(yè)市場規(guī)模為92.60億元，2013年我國低壓變頻器行業(yè)規(guī)模已經(jīng)達到214.05億元，年復(fù)合增長率為12.72%。根據(jù)中自傳媒研究部《2013年中國低壓變頻器市場研究報告》，我國低壓變頻器市場增速將繼續(xù)維持10%以上，2016年市場總量將超過260億元。

低壓變頻器按照不同的用戶群體分為四個部分:<=7.5KW,11-30KW,37-90KW，及>=110KW，其中30KW以下低壓變頻器的應(yīng)用最為普遍。大功率主要應(yīng)用在項目市場，或者大型機械設(shè)備，廠商也以歐美系為主，例如西門子，ABB，安弗森（Afsen）;中等功率應(yīng)用最多，包括傳統(tǒng)的風機水泵應(yīng)用、復(fù)雜的機械應(yīng)用或者項目應(yīng)用，各大供應(yīng)商均有此功率段產(chǎn)品;小功率則以機械應(yīng)用為代表，主要是日系廠商和部分歐美及臺灣廠商，例如臺達、富士、三菱等。根據(jù)中字傳媒研究部報告，2012年低壓變頻市場各功率段分布情況如下圖所示：低壓變頻器按照不同的應(yīng)用負載，分為提升負載，機械負載及風機水泵。其中提升負載主要指起重和電梯，也包含其他行業(yè)涉及到的提升類應(yīng)用，以ABB,Siemens、Yaskawa和安弗森(Afsen)為主;機械負載占據(jù)市場的一半以上，包括紡織機械、包裝機械等主流機械設(shè)備，也包含非OEM領(lǐng)域的機械應(yīng)用。根據(jù)中字傳媒研究部報告，2012年低壓變頻市場按應(yīng)用負載分類如下圖所示：低壓變頻器產(chǎn)品發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，其下游應(yīng)用市場分布同工業(yè)分布基本一致，據(jù)《2014年中國低壓變頻器市場研究報告》顯示，電梯、風電、起重機械和紡織以及市政五大行業(yè)是低壓變頻器市場的主要應(yīng)用行業(yè)。（2）低壓變頻器市場規(guī)模將持續(xù)穩(wěn)定增長A、裝備制造業(yè)升級和新能源行業(yè)高速增長推動整個市場持續(xù)擴大低壓變頻技術(shù)強調(diào)調(diào)節(jié)精確和范圍，在工業(yè)自動化領(lǐng)域與前端PLC控制和后端伺服電機等聯(lián)系緊密，共同組成工業(yè)自動化控制系統(tǒng)?！笆濉币?guī)劃提出要“改造升級制造業(yè)”，其中包括“發(fā)展先進裝備制造業(yè)”，而提升自動化水平將成為重點。而低壓變頻需求與整體工業(yè)發(fā)展水平直接相關(guān)，隨著整個制造業(yè)下游裝備升級，低壓變頻行業(yè)將持續(xù)保持在15%左右的增速。另外一方面，哥本哈根會議后新能源投資成為世人矚目的焦點，新能源、低碳經(jīng)濟成為各國發(fā)展的重點，技術(shù)最為成熟的風能將是可再生能源的首選。而低壓變頻器廣泛應(yīng)用在風電行業(yè)的傳動系統(tǒng)中，主要作用是將頻率變化的風電并入頻率恒定的電網(wǎng)，同向、同頻、同壓的作用。由于變頻器技術(shù)和風電自動化系統(tǒng)控制技術(shù)是風力發(fā)電機組的關(guān)鍵技術(shù)，風電行業(yè)已經(jīng)成為低壓變頻器下游應(yīng)用行業(yè)中占比較大、增速較快的應(yīng)用行業(yè)。到2020年，我國風電裝機將達到1億千瓦，如此巨大的市場空間必將帶動整個低壓變頻行業(yè)持續(xù)較快增長。B、進口替代成為國產(chǎn)低壓變頻廠家搶占市場份額的長期動力整個低壓變頻行業(yè)主要由歐美和日系廠商占據(jù)，隨著國內(nèi)變頻器技術(shù)的不斷提高和成熟，產(chǎn)品價格已經(jīng)成為下游客戶首要考慮因素。鑒于目前國內(nèi)外廠商價格差距依然較大，而且國內(nèi)主要低壓變頻器生產(chǎn)廠商優(yōu)勢領(lǐng)域相對分散，如英威騰主要集中在起重、拉絲和煤炭，而匯川技術(shù)則體現(xiàn)在電梯和注塑機市場，由于競爭差異化的細分，國內(nèi)變頻器廠商短期內(nèi)并不會出現(xiàn)激烈競爭的格局，因此進口替代在一段時間內(nèi)將是國內(nèi)低壓變頻器廠商保持高增速的主要因素。二、行業(yè)管理體制1、行業(yè)監(jiān)管體制低壓變頻器行業(yè)的主管部門是國家發(fā)展和改革委員會和工業(yè)和信息化部。國家發(fā)展和改革委員會及其下屬各機構(gòu)主要負責制定產(chǎn)業(yè)政策，指導(dǎo)行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、行業(yè)體制改革、技術(shù)進步和技術(shù)改造等工作。行業(yè)內(nèi)各企業(yè)的業(yè)務(wù)管理和生產(chǎn)經(jīng)營則完全市場化。行業(yè)自律性組織為中國電器工業(yè)協(xié)會變頻器分會，其主要職責包括：收集國內(nèi)外變頻器行業(yè)基礎(chǔ)資料和調(diào)研相關(guān)情況，向政府提出本行業(yè)發(fā)展等方面的建議；協(xié)助政府組織編制行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，推動行業(yè)內(nèi)相關(guān)方面的協(xié)調(diào)發(fā)展；協(xié)助標準化主管部門制定、修訂本行業(yè)的國家標準和行業(yè)標準，組織建立本行業(yè)技術(shù)和經(jīng)濟信息網(wǎng)絡(luò)，并開展國際、國內(nèi)企業(yè)的經(jīng)驗交流與合作。2、行業(yè)主要政策法規(guī)

名稱年份頒發(fā)單位行業(yè)相關(guān)主要內(nèi)容《當前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域指南（2007年度）》2007國家發(fā)改委、科學技術(shù)部、商務(wù)部、國家知識產(chǎn)權(quán)局將“電力電子器件及變流裝置”列入國家優(yōu)先發(fā)展的重點項目?！吨腥A人民共和國節(jié)約能源法》2007十屆全國人大常委會第三十次會議通過國家實行有利于節(jié)能和環(huán)境保護的產(chǎn)業(yè)政策，限制發(fā)展高耗能、高污染行業(yè)，發(fā)展節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)業(yè)；鼓勵、支持節(jié)能科學技術(shù)的研究、開發(fā)、示范和推廣，促進節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新與進步；要求各級人民政府應(yīng)當加強節(jié)能工作，合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、企業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和能源消費結(jié)構(gòu)，推動企業(yè)降低單位產(chǎn)值能耗和單位產(chǎn)品能耗，淘汰落后的生產(chǎn)能力，改進能源的開發(fā)、加工、轉(zhuǎn)換、輸送、儲存和供應(yīng)，提高能源利用效率?！懂a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2005年版)》2005國家發(fā)改委將“交流變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”列入鼓勵類目錄?！秶窠?jīng)濟和社會發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要》2006十屆全國人大四次會議將“節(jié)約資源、保護環(huán)境”列為基本國策，要求建設(shè)低投入、高產(chǎn)出、低消耗、少排放、能循環(huán)、可持續(xù)的國民經(jīng)濟體系和資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。同時提出10大節(jié)能重點工程，其中“電機系統(tǒng)節(jié)能工程”位于第五項，鼓勵推廣變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)，制定相關(guān)經(jīng)濟激勵政策和技術(shù)政策、完善電機能效標準體系等配套措施?！吨袊?jié)能技術(shù)政策大綱（2006年）》2006國家發(fā)改委、科技部明確指出“發(fā)展、推廣變頻調(diào)速技術(shù)與裝置”，包括“開發(fā)電動機拖動用節(jié)能調(diào)速裝置、工藝調(diào)速性能用交流調(diào)速裝置、特種調(diào)速用交流調(diào)速裝置”等。拉動內(nèi)需十項措施和四萬億元投資計劃2008國務(wù)院在今后兩年將安排中央投資3,500億元“加快節(jié)能減排和生態(tài)建設(shè)工程”、安排中央投資1,600億元“加快自主創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整”?！毒o急落實新增1,000億元中央投資工作方案》2008國家發(fā)改委、財政部規(guī)定在國家2008年新增1,000億元中央投資中的“十大重點節(jié)能工程、循環(huán)經(jīng)濟和重點流域工業(yè)污染治理工程”共安排25億元中央預(yù)算內(nèi)投資?！堆b備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃實施細則》2009國務(wù)院辦公廳在“指導(dǎo)思想、基本原則和目標”中提出“堅持發(fā)展整機與提高基礎(chǔ)配套水平相結(jié)合。努力實現(xiàn)重大技術(shù)裝備自主化，帶動基礎(chǔ)配套產(chǎn)品發(fā)展。提高基礎(chǔ)件技術(shù)水平，開發(fā)特種原材料，扭轉(zhuǎn)基礎(chǔ)配套產(chǎn)品主要依賴進口的局面。提高國產(chǎn)裝備質(zhì)量水平，擴大國內(nèi)市場，國產(chǎn)裝備國內(nèi)市場滿足率穩(wěn)定在70%左右”?！秾嵤┘殑t》在“產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興的主要任務(wù)”中提出“加大技術(shù)改造投入力度，推廣先進制造技術(shù)和清潔生產(chǎn)方式，提高材料利用率和生產(chǎn)效率，降低能耗，減少污染物排放”。《實施細則》在“政策措施”中提出“鼓勵使用國產(chǎn)首臺（套）裝備。建立使用國產(chǎn)首臺（套）裝備的風險補償機制?！?、“加大技術(shù)進步和技術(shù)改造投資力度。制定《裝備制造業(yè)技術(shù)進步和技術(shù)改造項目及產(chǎn)品目錄》，支持使用國產(chǎn)首臺（套）重大技術(shù)裝備，支持目錄內(nèi)裝備的自主化、節(jié)能節(jié)材減排改造、企業(yè)兼并重組后內(nèi)部資源整合、區(qū)域性四大基礎(chǔ)工藝中心建設(shè)、發(fā)展現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)等?！?、“落實節(jié)能產(chǎn)品補貼和農(nóng)機具購置補貼政策。用好節(jié)能產(chǎn)品補貼資金，對購買高效節(jié)能裝備產(chǎn)品的終端用戶給予補貼，2009年先行開展對高效電機推廣應(yīng)用的補貼”?！峨姍C能效提升計劃（2013-2015年）》2013工業(yè)和信息化部、質(zhì)檢總局組織計劃書明確指出實施電機系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造目標：2013年至2015年累計改造電機系統(tǒng)1億千瓦，其中，2013年改造電機系統(tǒng)3000萬千瓦，2014年改造3000萬千瓦，2015年改造4000萬千瓦。計劃書建議企業(yè)應(yīng)用變頻調(diào)速等技術(shù)對電力、冶金、石化、化工、機械、建材、食品、紡織、造紙等行業(yè)的風機、壓縮機、泵等設(shè)備進行改造。三、影響行業(yè)發(fā)展的主要因素1、有利因素（1）國家政策的大力支持十二五規(guī)劃提出改造提升制造業(yè)，提高基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)元器件研發(fā)和系統(tǒng)集成水平,促進制造業(yè)由大變強成為指導(dǎo)未來發(fā)展的方向。變頻技術(shù)因其具有的優(yōu)異性能將在工業(yè)調(diào)速和精密控制領(lǐng)域得到進一步推廣。尤其是制造業(yè)應(yīng)用廣泛的低壓變頻技術(shù)，產(chǎn)業(yè)自動化水平升級和制造業(yè)裝備升級改造必將大大帶動低壓變頻器的需求，成為持續(xù)增長的有效動力。（2）市場開拓的可持續(xù)性強從需求方面看，低壓變頻器也正逐漸走向多元化，通用型、專用型產(chǎn)品的出現(xiàn)，都是為了滿足用戶的多樣需求。隨著節(jié)能和新能源越來越受到重視，低壓變頻技術(shù)也正處于從調(diào)速到節(jié)能的轉(zhuǎn)變過程。另外一方面，國產(chǎn)低壓變頻器行業(yè)正在從以往單純的提供產(chǎn)品開始轉(zhuǎn)變?yōu)闉橛脩籼峁┫到y(tǒng)化的解決方案，從高端產(chǎn)品進口轉(zhuǎn)變?yōu)閲鴥?nèi)品牌迅速崛起并逐步打開國際市場的局面，細分市場的劃分和定位必將帶動國內(nèi)低壓變頻器行業(yè)順勢崛起。（3）下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大隨著市場的擴大和用戶端需求的多樣化，低壓變頻器產(chǎn)品功能不斷完善，集成度和系統(tǒng)化程度越來越高，操作更加方便，由于專業(yè)需求市場上也出現(xiàn)了某些行業(yè)的專用低壓變頻器產(chǎn)品。另外隨著工業(yè)發(fā)展水平和技術(shù)水平的不斷進步，低壓變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大，近年來市政工程和風電行業(yè)逐漸超越原有的傳統(tǒng)制造下游行業(yè)，這些新的應(yīng)用領(lǐng)域必將進一步擴大整個低壓變頻器市場空間，為低壓變頻器廠商提供良好的發(fā)展機遇。2、不利因素（1）市場競爭加劇在國家產(chǎn)業(yè)政策大力支持和下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大的背景下，低壓變頻器市場畢竟吸引更多的企業(yè)涌入，一些技術(shù)水平低下、產(chǎn)品質(zhì)量較差的企業(yè)會使得行業(yè)內(nèi)價格競爭進一步升級，加大傳統(tǒng)領(lǐng)域和優(yōu)勢區(qū)域的市場開拓和維護困難，企業(yè)利潤將會受到壓縮。因此只有不斷提高技術(shù)水平，專注于差異化市場，從單一的產(chǎn)品提供商轉(zhuǎn)向客戶系統(tǒng)提供商，才能不斷提升自身的競爭實力，乘坐上行業(yè)飛速發(fā)展的列車。（2）核心器件依賴進口制約行業(yè)發(fā)展IGBT器件是低壓變頻器的重要原材料部件，由于目前國內(nèi)技術(shù)尚不成熟，而IGBT標準化程度要求較高，直接關(guān)系到低壓變頻器的產(chǎn)品質(zhì)量，因此目前國內(nèi)廠家主要依賴進口，對國外供應(yīng)商極為依賴，因此IGBT已經(jīng)成為制約國產(chǎn)低壓變頻器發(fā)展的重要瓶頸。信息產(chǎn)業(yè)部已經(jīng)把發(fā)展全控型電力電子器件納入工作計劃，隨著研發(fā)的大量投入，已經(jīng)有多家國內(nèi)企業(yè)可以生產(chǎn)，不過規(guī)模和技術(shù)水平仍有待提高。四、行業(yè)與上下游的關(guān)系1、變頻器制造商所處行業(yè)的上游行業(yè)變頻器制造商的上游行業(yè)主要是各種電子元器件、鈑金散熱器等原材料供應(yīng)商。2、變頻器制造商所處行業(yè)的下游行業(yè)變頻器制造商的下游行業(yè)是石油化工、電廠水廠、金屬冶煉長、各種機械行業(yè)。這些行業(yè)都是關(guān)系國計民生的重要行業(yè)，也大都是能源消耗巨大的行業(yè)。低壓變頻器產(chǎn)品可以用于對很多企業(yè)工藝的改善上，可以起到節(jié)能減排的作用。中國是能源消耗大國，國家已經(jīng)在環(huán)境保護、節(jié)能減排方面出臺很多政策，這也將為變頻器制造商的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展帶來良好的市場基礎(chǔ)。五、進入本行業(yè)的主要壁壘1、技術(shù)壁壘低壓變頻器屬于高新技術(shù)產(chǎn)品，涉及電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、自動化控制技術(shù)、機電一體化技術(shù)、電機控制技術(shù)等多學科多領(lǐng)域技術(shù)。低壓變頻器要滿足各種生產(chǎn)工業(yè)的要求和各項技術(shù)指標，另外低壓變頻器的制造技術(shù)水平、壽命、諧波、效率、功率因數(shù)以及長期可靠的運行、通信標準、輸入輸出接口等，這些對技術(shù)水平和經(jīng)驗積累都有很高的要求，產(chǎn)品質(zhì)量和應(yīng)用范圍也與此息息相關(guān)，因此技術(shù)水平構(gòu)成了新進入此行業(yè)的壁壘。2、品牌壁壘國際品牌廠商經(jīng)過多年的發(fā)展，憑借先進的技術(shù)優(yōu)勢、可靠穩(wěn)定的性能優(yōu)勢已經(jīng)在低壓變頻器中許多下游應(yīng)用行業(yè)和項目中建立了自己的優(yōu)勢地位，形成了很好的品牌效應(yīng)。而低壓變頻器中的高端市場長期被國際頂級品牌所壟斷，因此新進入者想要進入這些國際廠商的優(yōu)勢領(lǐng)域具備很大的難度。奇電電氣依靠對市場的精確細分，憑借市場的準確定位，主要集中在國際廠商相對空白