高压变频器发展分析

目录

一、行业分析 (2)

1、行业概况 (2)

2、国内行业规模 (4)

3、行业发展驱动因素 (11)

二、竞争分析 (13)

1、行业竞争回顾 (13)

2、当前市场竞争的特征 (16)

三、行业发展热点 (19)

1、大功率产品成为市场发展热点 (19)

2、新兴细分市场陆续出现 (19)

3、供应商日益注重提供整体节能方案的服务水平 (19)

四、行业运行特征及发展趋势 (20)

1、行业基本运行特征 (20)

2、行业发展趋势 (22)

五、行业发展建议 (23)

编者按：

中国电器工业协会变频器分会的成立适应了我国变频调速事业的发展需要，为了让广大行业企业、媒体更多地了解我国变频器事业2007年发展的趋势和总体情况，我们对高压变频器行业作了研究并走访和调查了相关会员单位及企业，获得了非常有价值的关于我国高压变频器市场的一些数据和资料，供行业内的同仁参考。

一、行业分析

1、行业概况

1）行业发展历史概况

变频器技术即电动机调速系统技术出现于20世纪70年代初。一方面是当时出现了以石油为代表的国际性能源危机，能源价格第一次大幅度增长，对高效节能技术和设备系统有了需求的迫切性；另一方面是此间电力电子技术出现了突破，从整流器发展阶段发展到了逆变器发展阶段，为实现功率调节、串级调速等系统节能提供了实现技术的可能性。80年代后，变频器技术作为一种节能技术开始在主要工业化国家中得到广泛应用。到20世纪90年代以后，变频器技术大规模进入发展中国家。

高压变频器技术的发展历史更短。在中国，90年代后期高压变频器才开始在电力、冶金等少数行业得到应用，由于产品和技术都由国外厂商垄断，价格高昂，而且进口产品对我国电力运行环境的适应性较差，行业发展缓慢。2000年以后，国内企业的高压变频器技术和生产制造工艺得到了大幅提高，产品运行的稳定性和可靠性显著提升，产品生产成本也大幅下降，高压变频器行业开始进入快速发展时期，行业应用领域被大幅拓宽。

统计数据显示，2006年全国高压变频器销售额突破10亿元，2007年预计全年行业规模超过16亿元，行业呈现爆发性增长的发展态势。

2）高压变频器产品介绍

变频器主要作用是通过对交流电动机(异步电机或同步电机)转速的调节，来提高电机传动系统运行效率，实现节能降耗目的。变频器产生的最初目的是节能，但变频器的速度控制效果也可应用于印刷、电梯、纺织、机床和生产流水线等行业以起到精密工艺控制的作用。

变频器调速是交流电动机最理想、最有前途的调速方案。近代交流传动逐渐成为电气传动的主流。异步电动机调速系统中，效率最高、性能最好的是变频调速系统。由于变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点，在许多需要精确速度控制的应用环境中，

变频器正在发挥着提升工艺质量和生产效率的显著作用。

在风机、水泵、压缩机等领域，变频器可以取代传统的通过限流阀和回流旁路技术，充分发挥节能效果。重化工业企业在使用风机、水泵专用变频器后，调整生产速度，优化了生产工艺，达到了显著的节能效果。在电力、冶金、石油石化、市政供水、水泥行业，高压变频调速的交流电机系统的经济价值正在得以体现。

本报告所指高压变频器，是专门针对3、6、10kV等高电压环境下运行的电动机所拖动的风机、水泵、压缩机、矿井提升机、轧钢机等大功率输出设备而开发的调速和节能装置。我国的风机、泵、空气压缩机等大功率设备的输出功率都有很大的设计冗余，在没有变频器调速的情况下，一般通过阀门、风门等设备调节输出功率，输出的能量被大量浪费在阀门和风门挡板上。而在使用变频器的情况下，这些电机设备可以根据实际的负载需要，通过调整转速来调整输出功率，使得电动机的输出能量得到高效利用。同时具备矢量控制和能量回馈等高级功能的高压变频器也可被广泛适用于如轧钢机、矿井提升机、电气机车牵引系统等工业用途和高端军事用途以实现精密电机调速的工艺控制而实现高端的工业和军事用途。

3）产品应用行业

高压变频器调速控制系统目前已被广泛应用于电力、石油、石化、冶金、化工、市政供水、矿山、有色、水泥、纺织、造纸、印染、船舶、铁路等多个行业。在环保节能意识提高、国家政策推动和企业经济利益的驱动下，高压变频器应用的广度和深度正日益得到提高，行业进入爆发性增长时期。

4）高压变频器的技术演进

由于受到上游关键电力电子元器件的性能的限制，变频器自20世纪70年代问世，但高压变频器到了20世纪80年代才开始规模化生产和应用。最早推动高压变频器工业化应用因素是关键功率器件SCR（晶闸管）的出现。自此，高压变频器开始在欧美等发达工业国家的冶金、电力、交通运输等行业推广使用，比如早期的交交高压变频器技术和电流型高压变频器技术都是基于SCR发展起来的。由于SCR开关性能的缺陷，这种类型的高压变频器功率因数低，谐波成分大，要使用无源滤波器，且效果较差。

90年代前后，大功率电子元器件沿着晶体管和晶闸管两个方向迅速发展。其中，80年代末期，低压绝缘栅双极晶体管（LV IGBT）问世促使在1995年推出基于低压IGBT功率单元串联的高压变频器，基本解决了以前高压变频器谐波成分大，功率因数低的问题。随后，1998年推出基于高压IGBT的三电平结构高压变频器。ABB公司在GTO的基础上研制了大功率IGCT元件（集成门极换流晶闸管），并且于1998年推出基于IGCT的三电平结构高压变频器。

基于GTO的高压变频器技术已经趋于淘汰。在我国，基于高压IGBT的三电平结构的高压变频器和基于IGCT的三电平结构高压变频器由于电压等级的限制和谐波问题使应用范围受到大幅限制，但由于原先相对于基于GTO的高压变频器较好的工艺调速控制效果，目前还在一些特殊的工况场合如矿井提升和轧钢等领域保有一些应用。基于低压IGBT功率