變頻器仍走調(diào)速與節(jié)能并舉之路

變頻器是工控系統(tǒng)的重要組成設(shè)備，安裝在電機(jī)前端以實(shí)現(xiàn)調(diào)速和節(jié)能。高壓變頻器后端主要拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載，實(shí)際節(jié)電效果達(dá)30%~60%，未來該行業(yè)市場發(fā)展將受益于大中型項(xiàng)目改造；低壓變頻器與控制層和執(zhí)行層設(shè)備共同組成自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其未來發(fā)展將受益于制造業(yè)“裝備升級(jí)”。

高壓變頻器可細(xì)分為通用和高性能兩種，目前通用領(lǐng)域內(nèi)資企業(yè)占據(jù)80%以上的市場份額，競爭激烈導(dǎo)致10年價(jià)格大幅下滑；高性能市場仍以外資為主，毛利比通用產(chǎn)品高約50%，未來將成為內(nèi)資企業(yè)的主攻方向。

低壓變頻器下游以制造業(yè)工控裝備為主，2009年受金融危機(jī)影響增速低于5%，2010年前三季度增長高達(dá)30%，預(yù)計(jì)未來5年可維持15%的平穩(wěn)增速。

低壓變頻器高端市場外資占據(jù)80%以上份額，內(nèi)資龍頭企業(yè)為匯川技術(shù)和英威騰。與外資企業(yè)相比，內(nèi)資龍頭正處于從提供單一變頻器產(chǎn)品向提供綜合解決方案轉(zhuǎn)變的階段，未來市場占有率和盈利能力有望雙雙提升。

變頻器發(fā)展——從“調(diào)速”到“節(jié)能”

變頻技術(shù)最先用來對電機(jī)進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，通過控制半導(dǎo)體器件的通斷改變輸出頻率，以實(shí)現(xiàn)對后端拖動(dòng)交流電機(jī)的軟啟動(dòng)、變頻調(diào)速及提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度，并實(shí)現(xiàn)過流、過壓、過載保護(hù)。

對比過去的機(jī)械調(diào)速方式，變頻調(diào)速的范圍寬，可達(dá)到100%~5%；調(diào)控精度高，可達(dá)到±0.5%；由于它是無極調(diào)速，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)和整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的全自動(dòng)控制，進(jìn)而減少對電網(wǎng)的沖擊

從電壓分類上，一般把針對3kV~10kV高壓環(huán)境下運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)而開發(fā)的變頻器稱為高壓變頻器，而將輸入電壓不高于690V的稱為低壓變頻器。

目前我國高壓變頻器在電力、冶金、水泥領(lǐng)域應(yīng)用較多，合計(jì)占比超過50%；低壓變頻器應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，涉及工業(yè)生產(chǎn)、石油煤炭、市政交通等多個(gè)行業(yè)。高壓變頻下游細(xì)分市場組成。

精度高、范圍寬使變頻成為工業(yè)調(diào)速之首選

目前在低壓變頻和高性能高壓變頻領(lǐng)域都使用了矢量控制手段。相比V/f控制，矢量控制在調(diào)速范圍和控制精度上明顯提升。

我國工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平與發(fā)達(dá)國家仍有一定差距，“十二五”規(guī)劃提出“改造提升制造業(yè)”，其中“發(fā)展先進(jìn)裝備”、“促進(jìn)制造業(yè)由大變強(qiáng)”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(jìn)一步推廣。尤其是制造業(yè)應(yīng)用廣泛的低壓變頻技術(shù)，未來發(fā)展與自動(dòng)化改造和裝備升級(jí)緊密相關(guān)。

變頻技術(shù)助力節(jié)能環(huán)

我國的風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)等主要電機(jī)設(shè)備為滿足運(yùn)行中的最高功率要求，輸出功率經(jīng)常有很大的設(shè)計(jì)冗余，若使用機(jī)械調(diào)速能量被大量浪費(fèi)在閥門和風(fēng)門擋板上。變頻技術(shù)通過電力電子控制完成調(diào)速，在后端拖動(dòng)電機(jī)使其轉(zhuǎn)速變化范圍增大，頻率高時(shí)效果更為明顯。風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載最適宜安裝變頻器節(jié)能，相比低壓變頻，高壓技術(shù)在細(xì)分行業(yè)使用更為廣泛。

有關(guān)專家對比了電氣設(shè)備中幾種主要節(jié)能產(chǎn)品的效果，其中變頻器效率高達(dá)30%~60%，使用時(shí)只需加裝在電機(jī)前端，對原有設(shè)備改動(dòng)較小。

推動(dòng)我國變頻器行業(yè)發(fā)展的兩大動(dòng)力分別為：工業(yè)自動(dòng)化改造和節(jié)能環(huán)保推廣，而變頻技術(shù)也正處于從“調(diào)速”到“節(jié)能”的轉(zhuǎn)變過程?！笆濉币?guī)劃提出了制造裝備升級(jí)和工業(yè)節(jié)能環(huán)保，確立了未來行業(yè)發(fā)展仍將走“調(diào)速節(jié)能并舉”的路徑。細(xì)分到產(chǎn)品，預(yù)計(jì)低壓變頻器以自動(dòng)化改造和進(jìn)口替代為主線，國內(nèi)企業(yè)將重點(diǎn)發(fā)展控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù)；高壓變頻器依托國家節(jié)能環(huán)保政策，下游仍以電力、冶金、水泥等的大型工業(yè)設(shè)備改造為主，競爭加劇將刺激高性能產(chǎn)品國產(chǎn)化提速。

高壓變頻——節(jié)能環(huán)保拉動(dòng) 增速保持30%

高壓變頻器主要應(yīng)用在大型工業(yè)設(shè)備的電機(jī)前端，經(jīng)過長期的研發(fā)和市場開拓，目前內(nèi)資品牌已占據(jù)通用型80%以上的份額?？紤]到只需對電機(jī)加以改造就能大幅提高節(jié)能效率，預(yù)測行業(yè)在“十二五”期間將繼續(xù)維持30%左右的增速。

每年有1.02億kW的高壓電機(jī)處于浪費(fèi)運(yùn)行狀態(tài) 節(jié)能潛力大

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年發(fā)電量的 66%消耗在電動(dòng)機(jī)上。截至2006年底，全國電動(dòng)機(jī)裝機(jī)容量約為5.8億kW，而高壓電機(jī)約占一半，高壓電機(jī)中近70%拖動(dòng)的負(fù)載是風(fēng)機(jī)、泵類、壓縮機(jī)，其中一半適合調(diào)速，即有約 1.02億kW的高壓電機(jī)處在浪費(fèi)運(yùn)行的狀態(tài)。

根據(jù)對現(xiàn)有高壓變頻器用戶實(shí)際使用情況的統(tǒng)計(jì)，各行業(yè)不同用戶使用高壓變頻器的節(jié)電效果都較為理想，雖然不同客戶的實(shí)際設(shè)備運(yùn)行環(huán)境有所差異，但是實(shí)際節(jié)電效果的區(qū)間多在30%~60%之間，尤其后端拖動(dòng)負(fù)載頻率變化較大時(shí)效果更為明顯。

目前高壓變頻器主