變頻器

變頻器行業定義及分類

變頻器行業定義

變頻器，即交流電動機變頻調速控制器，是通過利用軟硬件控制系統來控制電力半導體器件的通斷作用，從而將工頻電源（50Hz或60Hz）變換為各種頻率，以實現電動機變速運行的設備。由于變頻器能夠根據實際需要對電動機轉速進行實時調節，因此可以明顯降低電動機運行的綜合電耗，并起到改進設備控制水平的效果。

變頻器工作原理：變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。現在使用的變頻器主要采用交-直-交方式，先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。

變頻器構成：變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）和控制單元組成的。一般整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，中間直流環節為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。

圖表1：變頻器結構示意圖

變頻器產品分類

（1）按照輸入變頻器的電網電壓等級分類

變頻器可以分為低壓（110V、220V、380V等）、中壓（690V、1140V、2300V等）和高壓（3kV、3.3kV、6kV、6.6kV、10kV等）變頻器，高壓變頻器通常采用IGBT多級串聯的主電路結構，而中壓變頻器和低壓變頻器普遍采用二電平或三電平的主電路結構。由于這一分類在主電路結構上的明顯區別，使得把3kV以下的變頻器歸為一個大類即中低壓變頻器，把3kV及以上的變頻器歸為一個大類即高壓變頻器。

圖表2：變頻器按電壓等級分類

（2）按照主電路工作方式分類

變頻器可以分為電壓型和電流型變頻器。

（3）按照開關方式分類

變頻器可以分為PAM（脈沖幅值調制）、PWM（脈沖寬度調制）控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器。

（4）按照用途分類

變頻器主要分為可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。

（5）按照工作原理分類

變頻器主要分為V/F控制變頻器和矢量控制變頻器等。矢量控制變頻器采用矢量控制方式，與傳統的V/F控制變頻器相比，矢量控制變頻器在速度控制精度、調速范圍及低頻力矩特性等方面有著無可比擬的優越性。由于在控制性能上的卓越表現，使得矢量變頻器可以用于許多V/F控制變頻器無法滿足要求的高端場合，如電梯、起重機、吊車、拉絲、數控機床、軋鋼等。

圖表3：變頻器主要性能指標（單位：%）

變頻器行業政策環境分析

變頻器行業相關標準

我國并未制訂針對變頻器領域的國家標準，只在中國調速電氣傳動系統的國家標準GB12668中涉及變頻器內容。目前，變頻器行業執行的國家標準主要是GB/T12668.2-2002、GB/T12668.3-2003，基本上都是推薦標準，而不是強制執行標準。中國調速電氣傳動系統國家標準（標準號：GB12668）由6部分組成，分別為：

GB/T12668.12002：該部分是GB12668《調速電氣傳動系統》的第一部分，給出低壓直流調速電氣傳動系統額定值的規定。適用于一般用途的直流調速傳動系統，包括電力變流器、控制設備和一臺或數臺電動機，不適用于牽引傳動和電動車輛傳動。這一部分給出了變流器的特性及其與整個直流傳動系統的關系，同時說明了關于變流器額定值、正常使用條件、過載情況、浪涌承受能力、穩定性、保護、交流電源接地和試驗等性能的要求，此外，該標準還論述了諸如控制方案、診斷和拓撲的應用指南。這一部分等同采用IEC61800-1-1997，在技術內容和編寫格式上完全一致。

GB/T12668.2-2002：該部分是GB12668《調速電氣傳動系統》的第二部分，給出低壓交流變頻電氣傳動系統額定值的規定。適用于一般用途的交流調速傳動系統，即由電力設備（包括變流器部分、交流電動機和其它設備，但不限于饋電部分）和控制設備（包括開關控制-如通/斷控制，電壓、頻率或電流控制，觸發系統、保護、狀態監控、通訊、測試、診斷、生產過程接口/端口等）組成的系統。該標準不適用于牽引傳動和電動車輛傳動；適用于連接交流電源電壓1kV以下、50Hz或60Hz、負載側頻率達600Hz的電氣傳動系統。該標準給出了關于變頻器額定值、正常使用條件、過載情況、浪涌承受能力、穩定性、保護、交流電源接地和試驗等性能的要求。這一部分等同采用IEC61800-2-1998，在技術內容和編寫格式上完全一致。

GB12668.3-2003：該部分是GB12668《調速電氣傳動系統》的第三部分，給出產品的電磁兼容性標準及其特定的實驗方法。規定了電氣傳動系統（PDS）的電磁兼容性（EMC）要求，包括調速的交流電動機傳動和直流電動機傳動，特指安裝在工業環境和民用環境的PDS，同樣不包含牽引應用和電動車輛。其中PDS的抗干擾-抗擾度要求與安全性的最低要求是國家質量監督檢驗檢疫局規定的強制性要求，其余部分為推薦性要求。這一部分等同采用IEC61800-3-1996，在技術內容和編寫格式上完全一致。

GB/T12668.4-2004：該部分是GB12668《調速電氣傳動系統》的第四部分，給出交流電壓1000V以上但不超過35kV的交流調速電氣傳動系統額定值的規定。適用于包括電力變流設備、控制設備和電動機的交流調速電氣傳動系統，但不包括牽引傳動和電動車輛傳動。對于電壓1kV以上、采用與低壓變流器（低于1KV）連接的降壓輸入變壓器和/或升壓輸出變壓器的電氣傳動系統，適用GB/T12668.2。這一部分對變流器的特性、拓撲結構及其與整個交流電氣傳動系統的關系做了說明，同時還說明了關于額定值、正常使用條件、過載情況、浪涌承受能力、穩定性、保護、交流電源接地、拓撲結構和試驗等性能的要求。此外，該部分還給出了諸如控制方案、扭振分析的應用指南以及電氣傳動系統部件集成的推薦方法。這一部分等同采用IEC61800-4-2002，在技術內容和編寫格式上完全一致。

GB12668.5：給出與電氣、熱量及其它功能相關的安全要求。適用于包括電力變流設備、傳動控制設備和電動機的調速電氣傳動系統。但不包括牽引傳動和電動車輛傳動；適用于連接交流電源電壓1kV以下、50Hz或60Hz的直流傳動系統以及變流器輸入或輸出電壓35kV以下、50Hz或60Hz的交流傳動系統。規定了對調速電氣傳動系統或其元件有關電氣、熱和能量安全方面的要求。就該標準而言，所指能量危險可以指部件爆炸或電容器儲能。除接口要求外，該部分不覆蓋被傳動設備。這一部分等同采用IEC61800-5-1。

GB12668.6：給出了帶負荷運行和對應額定電流形式測量導責。該部分為調速電氣傳動系統（PDS）額定值的規定，尤其是基本傳動模（BDM）額定值的規定方面提供可供選擇方法。因為直流、交流PDS的系統額定值已經在12668.1和2668.2中給出，這里也可以看成是對12668.1和2668.2的補充。對于所有變流器、不管帶不帶變壓器，都應當選定下列六種負載工作之中的一種來規定額定值，即均勻負載工作制、間歇峰值負載工作制、間歇負載工作制、有空載時間間隔的間歇負載工作制、重復性負載工作制、非重復性負載工作制。對于調速傳動系統來說負載電流-時間曲線圖雖然復雜，但通常能確定出最適合于用作額定電流基礎的負載工作制。這一部分等同采用IEC61800-6。

變頻器行業相關政策

我國變頻器行業的主管部門是國家發展和改革委員會。國家發展和改革委員會及其下屬各機構主要負責制定產業政策，指導行業結構調整、行業體制改革、技術進步和技術改造等工作。行業內各企業的業務管理和生產經營則完全市場化。

行業自律性組織為中國電器工業協會變頻器分會，其主要職責包括：收集國內外變頻器行業基礎資料和調研相關情況，向政府提出本行業發展等方面的建議；協助政府組織編制行業發展規劃，推動行業內相關方面的協調發展；協助標準化主管部門制定、修訂本行業的國家標準和行業標準，組織建立本行業技術和經濟信息網絡，并開展國際、國內企業的經驗交流與合作。

變頻器產品屬節能型電力電子設備，為國家重點支持發展的高新技術產品，長期以來一直獲得國家產業政策的鼓勵和支持。其中涉及與本行業相關的主要法律法規和政策如下：

2012年5月，國務院常務會議確定了促進節能家電等產品消費的一系列政策措施，中央財政安排363億元，用于推廣節能家電、高效照明、節能汽車和高效電機四大類產品，預計拉動消費需求約4500億元，年節能約1200萬噸標準煤，其中節電約323億千瓦時。

其中，在節能家電方面，安排中央財政資金265億元，啟動推廣高效節能空調、平板電視、電冰箱、洗衣機、熱水器等家電產品7700多萬臺。推廣期限暫定一年。在高效電機方面，安排中央財政資金16億元，推廣4000萬千瓦。

2011年8月31日，國務院辦公廳印發《"十二五"節能減排綜合性工作方案》（【2011】26號）。方案明確提出"加快推廣高壓變頻調速技術的推廣應用"。

2011年4月13日，國家發展和改革委員會公布了《鼓勵進口技術和產品目錄（2011年版）》，重點修改和新增了一批節能環保、新一代信息技術、高端裝備制造、新能源汽車、新材料等新興產業發展所需的技術和產品。

據發展改革委介紹，《鼓勵進口技術和產品目錄》的修訂將為戰略性新興產業的培育發展服務，更好地發揮進口對宏觀經濟平衡和結構調整的重要作用。

發展改革委表示，本次修訂是為了貫徹落實"十二五"規劃綱要精神，優化進口結構，積極擴大先進技術、關鍵零部件、國內短缺資源和節能環保產品進口。

為貫徹落實國務院關于治理和規范涉企收費的意見，進一步減輕企業負擔。經商國家稅務總局，現就企業納稅環節有關收費問題通知如下：

（1）取消增值稅防偽稅控系統培訓費。禁止增值稅防偽稅控系統專用設備生產或服務單位向初始用戶收取培訓費、證書費、換證費等相關收費，增值稅防偽稅控系統專用設備的供貨單位向初始用戶提供必要的設備使用培訓，所需費用應由供貨單位承擔，在經營成本中列支。

（2）取消增值稅防偽稅控系統網點建設費。為支持新疆企業發展，取消新疆地區技術服務單位向用戶收取的網點建設費。

（3）規范稅務系統電子政務平臺收費。各級稅務機關及其事業單位，以及其他組織利用稅務電子政務平臺向社會提供公共服務過程中，需引入第三方電子認證服務的，不得以任何形式參與電子認證服務經營或收取費用，不得采取強制或變相強制的方式要求企業或個人購買第三方電子認證服務。

（4）嚴禁企業納稅環節違規收費行為。有關技術服務單位在提供服務時，要與用戶簽署服務合同，嚴格履行合同中約定的職責和服務內容，否則不得收取費用；未經企業要求上門提供具體技術維護服務的，不得強制服務強行收費；供貨和技術服務單位不得以任何理由，向用戶強行推銷、搭售掃描儀、計算機、打印機等通用設備，否則以亂收費查處。

（5）從嚴核定稅務發票工本費標準。各省、自治區、直轄市價格主管部門要對本地區核定的稅務發票使用和成本情況進行一次全面調查，按照補償成本原則，從嚴核定稅務發票工本費，切實降低偏高的收費標準。

據《財政部國家發展改革委關于開展"節能產品惠民工程"的通知》（財建【2009】213號）和《財政部國家發展改革委關于印發"節能產品惠民工程"高效電機推廣實施細則的通知》（財建【2010】232號）的要求，國家發展改革委、財政部組織對各地上報的高效電機推廣申請報告及相關材料進行了審核。現將"節能產品惠民工程"高效電機推廣目錄（第二批）予以公告。

2011年，國家發改委發布了《循環經濟發展規劃編制指南》，以促進《循環經濟促進法》的貫徹落實，指導各地科學編制本地區的循環經濟發展規劃，促進經濟可持續發展。

（1）發展循環經濟需建立長效運行機制

我國循環經濟制度體系的不健全，導致循環經濟模式缺乏穩定的長效運行機制支撐。齊建國表示，《循環經濟促進法》不是一部強制性的實體法律，與之相配套的實體法律和法規體系還不完善。例如，針對生產者責任延伸、大宗廢棄物循環利用等方面的專項法律尚未建立。政府支持循環經濟的財政補貼和稅收優惠制度還處于臨時應對狀態，沒有形成相應的規范化穩定制度體系。政府制定的短期循環經濟優惠政策和扶持措施變動性大，不具有連貫性，使得企業未來預期難以穩定，很容易造成短期行為。因此，發展循環經濟亟需建立起市場經濟條件下能夠使循環經濟各利益主體具有穩定預期、使企業具有可持續穩定的經濟效益長效運行機制，包括完善的價格形成機制，合理的資源稅體系，嚴格的而有效的《環境保護法》，有效的行政管理考核、有效的監管與激勵機制。

（2）因地制宜，體現地區及產業優勢

《循環經濟發展規劃編制指南》中要求各地因地制宜發展循環經濟，建議缺水地區重點在規劃中體現對水的節約、循環利用、污水減排、海水淡化等非傳統水源的利用等情況；產業比較落后，能耗高，污染較嚴重的地區應在規劃中重點體現產業節能、降耗、減排的相關指標。

我國目前有192個循環經濟示范單位，分布在企業、園區、工業基地、城市、省級層面等，涉及化工、冶金、建材、能源等多個行業領域。經過幾年的實踐，這些示范示范單位在發展過程中形成了60多種成功的模式，如何對不同地區、行業的模式進行總結、整合與推廣，通過推進循環經濟試點工作，以點帶面，促進整個循環經濟的大發展，這將是"十二五"期間的一項重要工作。循環經濟規劃指南要求因地制宜，就是要指導各地區和企業、工業園區等按照自己的優勢和條件，運用已經具有規范路徑的成功模式，重點發展對本地區影響大的資源的循環利用。處理企業具備完善的廢棄電器電子產品處理設施還包括貯存場地，容量不低于日處理能力的10倍；硬化的地面，廢液、廢水污水收集系統，還應配備現場監控設備等。處理陰極射線管（CRT）顯示器電視機、計算機的處理設備能將錐、屏玻璃分離，并收集熒光粉等粉塵；處理電冰箱或空調的，應對消耗臭氧層物質進行回收、循環利用或交由從事消耗臭氧層物質回收、再生利用、銷毀等經營活動的單位進行無害化處置。處理企業還要有數據管理信息系統和污染防治設施。也就是說，具有與所處理廢棄電器電子產品相配套的污染防治設施、分揀、包裝及其他設備。

（3）根據經濟、環境效益優選技術路線

循環經濟作為一種新技術經濟范式，它首先必須在技術上具有可行性，同時在經濟上具有合理性和贏利性。資源循環利用的經濟效益往往取決于技術效率的高低。《循環經濟發展規劃編制指南》中指出，各地的循環經濟發展規劃應根據地區發展重點，提出發展本地區循環經濟的關鍵技術和裝備，構建循環經濟技術支撐體系。

近年來，循環經濟越來越為人們所熟悉，不過，人們對循環經濟的認識常常存在誤區，人們往往將循環經濟等同于廢棄物再生利用，這是不全面的。高效的循環經濟首先需要企業合理布局，需要資源的優化配置，需要從工業園區規劃設計、產品設計就開始，按照循環經濟原理構建基礎設施和產品全壽命周期的循環利用最優路線。尤為重要的是，整個社會應圍繞著循環型、節約型社會建設，減少不合理消費，形成綠色消費模式。循環經濟的理念歸根到底是一種文化體系與意識，它的建立需要整個社會的參與和努力。

變頻器行業發展狀況分析

進入21世紀以來，我國變頻器市場的增長速度高達20%左右，遠遠超過同期的GDP增速，隨著市場的擴大和用戶端需求的多樣化，國內市場上的變頻器產品功能不斷完善，集成度和系統化程度越來越高，操作更加方便，同時也出現了某些行業的專用變頻器產品。另外，變頻器的應用領域也在不斷擴大。從工廠的生產加工設備到中央空調、從重型機械到輕紡行業、從0.4KW的小功率到900KW大功率電機都已廣泛使用，且取得明顯的經濟效益。

到目前為止中國市場的外資品牌約40個，其中比較活躍的外資品牌有十余個。同時涌現出上百家內資品牌，這些變頻器的生產廠商主要集中在沿海開放省市如廣東、山東、江蘇等地。本土變頻器企業大部分以V/F控制產品為主，對于性能優越、技術含量高的矢量變頻器等產品，絕大多數內資企業還沒有開發出成熟的產品。雖然個別表現突出的內資品牌如深圳英威騰、成都希望森蘭等已有矢量變頻器產品問世，并在部分市場應用領域取得了突破，但與國際巨頭相比，其產品的種類、規格還有待進一步充實和豐富。

2011年末我國規模以上變頻器企業約有200家，這些規模以上的企業中，生產商以民營企業居多，大多數民營企業的規模并不大，生產的產品也主要是中低端產品，競爭能力不強，抗風險能力弱。

我國變頻器行業在近幾年保持快速的發展勢頭，2008年行業實現銷售收入145.80億元，同比增長19.70%，2009年實現銷售收入172.80億元，同比增長13.72%，2010年實現銷售收入208.10億元，同比增長25.12%。總體看來，雖然在2008-2009年全球經濟在金融危機的影響下持續低迷，但我國經濟仍保持較快的增長態勢，我國變頻器企業受影響不大，在我國出臺一系列經濟振興規劃，并大力倡導節能環保的大背景下，國內變頻器市場需求旺盛，2010年行業發展快速穩健。2011年，實現銷售收入252億元，同比增長21%。具體內容詳見前瞻產業研究院發布的《2013-2017年中國變頻器行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》。

變頻器行業國際知名企業

德國西門子

瑞士ABB集團

日本富士電機集團

日本三菱電機

日本安川電機

臺灣臺達集團

美國艾默生公司

法國施耐德

丹麥丹佛斯

美國羅克韋爾

變頻器行業國內領先企業

北京ABB電氣傳動系統有限公司

西門子電氣傳動有限公司

安川電機（上海）有限公司

北京利德華福電氣技術有限公司

富士電機（上海）有限公司

施耐德（蘇州）變頻器有限公司

東芝三菱電機工業系統（北京）有限公司

北京合康億盛變頻科技股份有限公司

東方日立（成都）電控設備有限公司

深圳市英威騰電氣股份有限公司