變頻器的功能在于利用電力半導(dǎo)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,能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電機(jī)的軟啟動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因素、過流/過壓/過載保護(hù)等功能。變頻器最初是由于需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行無級(jí)調(diào)速而誕生的,隨著變頻技術(shù)的成熟和功能的完善,應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大,節(jié)能的作用被人們所重視,但是,未來變頻器的巨大發(fā)展空間仍然在于其工藝控制,節(jié)能需求增長較快,但是規(guī)模小于工控需求。

  工業(yè)自動(dòng)化是運(yùn)用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其他信息技術(shù),對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策,達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的。工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)以構(gòu)成的軟硬件可分類為:自動(dòng)化設(shè)備、儀器儀表與測量設(shè)備、自動(dòng)化軟件、傳動(dòng)設(shè)備、計(jì)算機(jī)硬件、通信網(wǎng)絡(luò)等。本篇報(bào)告主要涉及傳動(dòng)設(shè)備中的變頻器,另外傳動(dòng)設(shè)備還包括伺服系統(tǒng),馬達(dá)以及自動(dòng)化設(shè)備中的PLC(可編程序控制器)。

  我國工業(yè)自動(dòng)化仍有很大的空間可以發(fā)展。以變頻器為例,2009 年我國新增交流電機(jī)變頻化率僅為24.2%,我們有理由相信50%的變頻化率是可以實(shí)現(xiàn)的,加上存量電機(jī)變頻改造需求,具有廣闊的發(fā)展空間。

  我國變頻器生產(chǎn)企業(yè)基本沒有掌握核心技術(shù),在高壓變頻器領(lǐng)域,基本上只掌握了低壓變頻的集成技術(shù),核心器件比如IGBT,電容等關(guān)鍵器件仍然需要進(jìn)口,控制技術(shù)方面,國內(nèi)企業(yè)基本掌握了矢量控制,直接轉(zhuǎn)矩控制尚不能掌握。國內(nèi)企業(yè)在中高壓變頻器方面做的較好,在主電路結(jié)構(gòu)方面實(shí)現(xiàn)了引進(jìn)吸收創(chuàng)新,目前國內(nèi)大多數(shù)高壓變頻器采用單元串聯(lián)多電平電路結(jié)構(gòu),采用這種電路結(jié)構(gòu),在性能上占有一定優(yōu)勢(shì),但是隨著使用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)大,還需進(jìn)一步開發(fā)。

  中高壓變頻器市場規(guī)模在最近 4 年保持了高速增長,增速超越了低壓變頻器,2006 年以來市場規(guī)模復(fù)合增長率達(dá)到了32%,裝機(jī)容量復(fù)合增長率達(dá)到48%。2009 年中高壓變頻器市場集中在電力,冶金,石化和建材等行業(yè)上,占到總需求的78%。我們認(rèn)為在可預(yù)見的未來,中高壓變頻器主要需求方依然在這四個(gè)行業(yè)中。

  我國低壓變頻器增長速度低于高壓變頻,市場規(guī)模近三年復(fù)合增長率為13%,裝機(jī)容量近三年復(fù)合增長率為21%。主要原因在于低壓變頻器的需求是工藝控制,而這部分需求與我國工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程緊密相關(guān),進(jìn)程較慢,但是長期趨勢(shì)不可阻擋,產(chǎn)業(yè)升級(jí)以及新興產(chǎn)業(yè)崛起是低壓變頻增長的動(dòng)力。