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低壓變頻器升級的新機遇
點擊次數(shù)：2650 發(fā)布時間：2016-11-3
一、行業(yè)概況
1、變頻器的概念、分類和應用
變頻器，即交流電動機變頻調速控制器，是一種電力轉換設備，它將電壓固定、頻率固定的交流電源變換成電壓、頻率可調節(jié)的交流電源。變頻器主要由電力變換單元、制動單元、驅動單元、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)設置和檢測單元測得的信號輸出驅動脈沖，經過驅動單元放大之后直接控制電力變換單元中IGBT的通斷來調整輸出電源的電壓和頻率，進而達到調節(jié)電動機速度的目的（根據(jù)交流感應/異步電動機轉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，如按應用范圍劃分，變頻器可分為通用型變頻器和型變頻器；按轉換方式劃分，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zui主要的功能是連續(xù)、無級調節(jié)電動機的轉速。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，進而降低前期設備的資金投入、延長電動機及負載設備的壽命、減少設備維修費用。（3）取代直流電動機，滿足各種場合、設備的工藝需求，提高生產效率或改善產品質量。由于矢量控制技術的引入，變頻器實現(xiàn)了媲美直流電動機的快速響應和高精度控制，可取代直流電動機實現(xiàn)各種工藝調速，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用功能和保護功能，應用功能如：PID調節(jié)、抱閘功能、簡易PLC等，使變頻器可應用在吊裝起重、紡織等行業(yè)，擴大了變頻器的應用范圍；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)均已得到廣泛應用，如冶金、化工、造紙、機械等行業(yè)。具體應用更廣，小型的應用如各行業(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，大型的應用領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，zui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，國內廠家在技術引進的背景下也陸續(xù)研制出國產變頻器。進入21世紀，隨著國內電力電子技術和微電子技術的發(fā)展，變頻器行業(yè)規(guī)模迅速擴大，內資品牌逐漸崛起，內資品牌的*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出成熟的產品，國產變頻器出現(xiàn)了百家爭鳴的局面，國產變頻器迅猛發(fā)展，涌現(xiàn)出了大批的國產變頻器品牌，內資品牌借助本地化生產、服務網(wǎng)絡以及價格優(yōu)勢，進一步擴大*。
我國變頻器生產廠家現(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的可調輸出頻率交流電機驅動裝置，zui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)模已經達到214.05億元，年復合增長率為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用zui為普遍。大功率主要應用在項目市場，或者大型機械設備，廠商也以歐美系為主，例如西門子，ABB，安弗森（Afsen）;中等功率應用zui多，包括傳統(tǒng)的風機水泵應用、復雜的機械應用或者項目應用，各大供應商均有此功率段產品;小功率則以機械應用為代表，主要是日系廠商和部分歐美及中國臺灣廠商，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低壓變頻器按照不同的應用負載，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備，也包含非OEM領域的機械應用。根據(jù)中字傳媒研究部報告，2012年低壓變頻市場按應用負載分類如下圖所示：
低壓變頻器產品發(fā)展和工業(yè)生產密切相關，其下游應用市場分布同工業(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
低壓變頻技術強調調節(jié)和范圍，在工業(yè)自動化領域與前端PLC控制和后端伺服電機等緊密，共同組成工業(yè)自動化控制系統(tǒng)。“十二五”規(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，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、低碳經濟成為各國發(fā)展的重點，技術zui為成熟的風能將是可再生能源的。而低壓變頻器廣泛應用在風電行業(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。由于變頻器技術和風電自動化系統(tǒng)控制技術是風力發(fā)電機組的關鍵技術，風電行業(yè)已經成為低壓變頻器下游應用行業(yè)中占比較大、增速較快的應用行業(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、進口替代成為國產低壓變頻廠家搶占*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)，隨著國內變頻器技術的不斷提高和成熟，產品價格已經成為下游客戶首要考慮因素。鑒于目前國內外廠商價格差距依然較大，而且國內主要低壓變頻器生產廠商優(yōu)勢領域相對分散，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，國內變頻器廠商短期內并不會出現(xiàn)激烈競爭的格局，因此進口替代在一段時間內將是國內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主要負責制定產業(yè)政策，指導行業(yè)結構調整、行業(yè)體制改革、技術進步和技術改造等工作。行業(yè)內各企業(yè)的業(yè)務管理和生產經營則*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：收集國內外變頻器行業(yè)基礎資料和調研相關情況，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)內相關方面的協(xié)調發(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)技術和經濟信息網(wǎng)絡，并開展、國內企業(yè)的經驗交流與合作。《當前優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化重點領域指南（2007 年度）》
國家發(fā)改委、科學技術部、商務部、*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。
《中華人民共和國節(jié)約能源法》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)保型產業(yè)；鼓勵、支持節(jié)能科學技術的研究、開發(fā)、示范和推廣，促進節(jié)能技術創(chuàng)新與進步；要求各級人民政府應當加強節(jié)能工作，合理調整產業(yè)結構、企業(yè)結構、產品結構和能源消費結構，推動企業(yè)降低單位產值能耗和單位產品能耗，淘汰落后的生產能力，改進能源的開發(fā)、加工、轉換、輸送、儲存和供應，提高能源利用效率。《產業(yè)結構調整指導目錄(2005年版)》國家發(fā)改委將“交流變頻調速節(jié)能技術開發(fā)及應用”列入鼓勵類目錄。《國民經濟和社會發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要》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，要求建設低投入、高產出、低消耗、少排放、能循環(huán)、可持續(xù)的國民經濟體系和資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。同時提出*節(jié)能重點工程，其中“電機系統(tǒng)節(jié)能工程”位于第五項，鼓勵推廣變頻調速節(jié)能技術，制定相關經濟激勵政策和技術政策、完善電機能效標準體系等配套措施。《中國節(jié)能技術政策大綱（2006年）》國家發(fā)改委、科技部
明確指出“發(fā)展、推廣變頻調速技術與裝置”，包括“開發(fā)電動機拖動用節(jié)能調速裝置、工藝調速性能用交流調速裝置、特種調速用交流調速裝置”等。拉動內需十項措施和四萬億元投資計劃國務院
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)建設工程”、安排中央投資1,600億元“加快自主創(chuàng)新和產業(yè)結構調整”。《緊急落實新增1,000億元中央投資工作方案》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“重點節(jié)能工程、循環(huán)經濟和重點流域工業(yè)污染治理工程”共安排25億元中央預算內投資。《裝備制造業(yè)調整和振興規(guī)劃實施細則》2009國務院辦公廳
在“指導思想、基本原則和目標”中提出“堅持發(fā)展整機與提高基礎配套水平相結合。努力實現(xiàn)重大技術裝備自主化，帶動基礎配套產品發(fā)展。提高基礎件技術水平，開發(fā)特種原材料，扭轉基礎配套產品主要依賴進口的局面。提高國產裝備質量水平，擴大國內市場，國產裝備國內市場滿足率穩(wěn)定在70%左右”。《實施細則》在“產業(yè)調整和振興的主要任務”中提出“加大技術改造投入力度，推廣先進制造技術和清潔生產方式，提高材料利用率和生產效率，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*（套）裝備。建立使用國產*（套）裝備的風險補償機制。”、“加大技術進步和技術改造投資力度。制定《裝備制造業(yè)技術進步和技術改造項目及產品目錄》，支持使用國產*（套）重大技術裝備，支持目錄內裝備的自主化、節(jié)能節(jié)材減排改造、企業(yè)兼并重組后內部資源整合、區(qū)域性四大基礎工藝中心建設、發(fā)展現(xiàn)代制造服務業(yè)等。”、“落實節(jié)能產品補貼和農機具購置補貼政策。用好節(jié)能產品補貼資金，對購買節(jié)能裝備產品的終端用戶給予補貼，2009年先行開展對電機推廣應用的補貼”。《電機能效提升計劃（2013-2015年）》2013工業(yè)和信息化部、質檢總局組織計劃書明確指出實施電機系統(tǒng)節(jié)能技術改造目標：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)應用變頻調速等技術對電力、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)，提高基礎工藝、基礎材料、基礎元器件研發(fā)和系統(tǒng)集成水平,促進制造業(yè)由大變強成為指導未來發(fā)展的方向。變頻技術因其具有的優(yōu)異性能將在工業(yè)調速和精密控制領域得到進一步推廣。尤其是制造業(yè)應用廣泛的低壓變頻技術，產業(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、型產品的出現(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，低壓變頻技術也正處于從調速到節(jié)能的轉變過程。另外一方面，國產低壓變頻器行業(yè)正在從以往單純的提供產品開始轉變?yōu)闉橛脩籼峁┫到y(tǒng)化的解決方案，從產品進口轉變?yōu)閲鴥绕放蒲杆籴绕鸩⒅鸩酱蜷_市場的局面，細分市場的劃分和定位必將帶動國內低壓變頻器行業(yè)順勢崛起。
（3）下游應用領域不斷擴大
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)的低壓變頻器產品。另外隨著工業(yè)發(fā)展水平和技術水平的不斷進步，低壓變頻器的應用領域也在不斷擴大，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)，這些新的應用領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
在國家產業(yè)政策大力支持和下游應用領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，一些技術水平低下、產品質量較差的企業(yè)會使得行業(yè)內價格競爭進一步升級，加大傳統(tǒng)領域和優(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水平，專注于差異化市場，從單一的產品提供商轉向客戶系統(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，由于目前國內技術尚不成熟，而IGBT標準化程度要求較高，直接關系到低壓變頻器的產品質量，因此目前國內廠家主要依賴進口，對國外供應商極為依賴，因此IGBT已經成為制約國產低壓變頻器發(fā)展的重要瓶頸。信息產業(yè)部已經把發(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，已經有多家國內企業(yè)可以生產，不過規(guī)模和技術水平仍有待提高。
四、行業(yè)與上下游的關系
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業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展帶來良好的市場基礎。
五、進入本行業(yè)的主要壁壘
1、技術壁壘
低壓變頻器屬于高新技術產品，涉及電力電子技術、微電子技術、自動化控制技術、機電一體化技術、電機控制技術等多學科多領域技術。低壓變頻器要滿足各種生產工業(yè)的要求和各項技術指標，另外低壓變頻器的制造技術水平、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，這些對技術水平和經驗積累都有很高的要求，產品質量和應用范圍也與此息息相關，因此技術水平構成了新進入此行業(yè)的壁壘。
2、品牌壁壘
品牌廠商經過多年的發(fā)展，憑借先進的技術優(yōu)勢、可靠穩(wěn)定的性能優(yōu)勢已經在低壓變頻器中許多下游應用行業(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。而低壓變頻器中的市場長期被*品牌所壟斷，因此新進入者想要進入這些廠商的優(yōu)勢領域具備很大的難度。奇電電氣依靠對市場的細分，憑借市場的準確定位，主要集中在廠商相對空白的區(qū)域和項目招標巨大的價格優(yōu)勢進行差異化競爭，目前在行業(yè)內已經具備了一定的品牌基礎。
3、營銷渠道壁壘
低壓變頻器技術成熟、應用簡單，很多用戶端的工程師都熟悉其應用，因此行業(yè)內大多數(shù)供應商主要依靠經銷商以產品形式銷售，在此背景下一些的經銷商資源已經被行業(yè)內排名靠前的品牌廠家所壟斷，因此對于新進入者渠道營銷成本較高，周期較長。隨著低壓變頻器市場競爭的加劇，不同品牌的產品在質量和功能方面差距越來越小，zui終價格、服務和將成為主要影響因素，因此良好的售后服務和越來越受到經銷商的重視，這樣就構成了新進入者成本、技術和人力方面的制約。
六、行業(yè)的基本風險特征
1、市場競爭加劇風險
目前國內從事低壓變頻器制造的企業(yè)眾多，再加上*像ABB、西門子等，競爭格局比較激烈，有些企業(yè)利用自身的品牌和技術、成本控制方面等優(yōu)勢打價格戰(zhàn)，因此給變頻器制造商造成不小的生存壓力。
2、宏觀經濟環(huán)境變化風險
由于低壓變頻器下游應用行業(yè)主要為電力、冶金、石油石化、礦山、化工、建筑等，整個行業(yè)發(fā)展規(guī)模和增速與我國國民經濟整體發(fā)展狀況具有較強的相關性，因此經濟環(huán)境直接影響低壓變頻器行業(yè)。
3、原材料供應風險
變頻器制造商主要產品的原材料中占比重很大的鈑金，散熱器，變壓器，電解電容等器件的原材料都是銅、鐵、鋁等金屬，受期貨交易價格的影響，這些金屬的價格波動勢必會影響這部分原材料價格的走勢，因此成本上會造成一定的影響。而IGBT器件這個低壓變頻器的重要原材料部件目前行業(yè)內多數(shù)依賴進口，報告期內IGBT供應和采購價格基本穩(wěn)定，一旦國外供應商提高IGBT價格或控制供應，或貿易形勢產生不利變化，將會面臨IGBT貨源緊張或采購價格波動的風險。國越貿易小編敬上