變頻器是工控系統(tǒng)的重要組成設(shè)備,安裝在電機(jī)前端以實現(xiàn)調(diào)速和節(jié)能。高壓變頻器后端主要拖動風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載,實際節(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)備共同組成自動化控制系統(tǒng),其未來發(fā)展將受益于制造業(yè)“裝備升級”。
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)行無級調(diào)速,通過控制半導(dǎo)體器件的通斷改變輸出頻率,以實現(xiàn)對后端拖動交流電機(jī)的軟啟動、變頻調(diào)速及提高運轉(zhuǎn)精度,并實現(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,可實現(xiàn)電機(jī)的軟啟動和整個生產(chǎn)系統(tǒng)的全自動控制,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)境下運行的電動機(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”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)展與自動化改造和裝備升級緊密相關(guān)。
變頻技術(shù)助力節(jié)能環(huán)保
我國的風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)等主要電機(jī)設(shè)備為滿足運行中的最高功率要求,輸出功率經(jīng)常有很大的設(shè)計冗余,若使用機(jī)械調(diào)速能量被大量浪費在閥門和風(fēng)門擋板上。變頻技術(shù)通過電力電子控制完成調(diào)速,在后端拖動電機(jī)使其轉(zhuǎn)速變化范圍增大,頻率高時效果更為明顯。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%,使用時只需加裝在電機(jī)前端,對原有設(shè)備改動較小。
推動我國變頻器行業(yè)發(fā)展的兩大動力分別為:工業(yè)自動化改造和節(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)計低壓變頻器以自動化改造和進(jìn)口替代為主線,國內(nèi)企業(yè)將重點發(fā)展控制和驅(qū)動技術(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)處于浪費運行狀態(tài)節(jié)能潛力大
根據(jù)統(tǒng)計,我國每年發(fā)電量的66%消耗在電動機(jī)上。截至2006年底,全國電動機(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)處在浪費運行的狀態(tài)。
根據(jù)對現(xiàn)有高壓變頻器用戶實際使用情況的統(tǒng)計,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,雖然不同客戶的實際設(shè)備運行環(huán)境有所差異,但是實際節(jié)電效果的區(qū)間多在30%~60%之間,尤其后端拖動負(fù)載頻率變化較大時效果更為明顯。
目前的變頻器主要應(yīng)用在電力、冶金、水泥、石化和建材行業(yè),未來仍將以上述領(lǐng)域的大型設(shè)備改造為主?紤]到2010年變頻器,尤其是通用型產(chǎn)品價格下降較多,按照720元/kW保守估計,在不考慮未來新增高壓電機(jī)變頻調(diào)速需求的情況下,細(xì)分行業(yè)潛在市場約731億元。
考慮到2011年是“十二五”規(guī)劃實施初年,