我国中低压变频器及其在电机控制应用领域的市场分析
作者【摘要】交流电机变频调速技术可以有效节约电能，改善电机运行环境和效能。过去十年，变频器在多个应用领域发展迅速，国产变频器厂家不断成长壮大。新能源汽车电动控制系统成为近年来变频技术应用热点领域。未来，随着我国整体经济走向「新常态」，企业之间的竞争将更加激烈，表现为产品结构、成本价格、资金实力、服务、技术、营销网络和人才队伍全方位竞争。
【关键词】技术进步竞争格局 竞争趋势 市场规模
一、概述
由于变频调速在调速范围和精度等方面的优越性，变频器可以显着提高设备运行效能和生产效率，改进工艺水平和产品质量。变频器在许多需要精确速度控制的工业控制领域发挥了重要作用。
根据服务的电机的额定电压的不同，将变频分为高压变频器和低压变频器，前者的额定电压在 3 千伏到 10 千伏之间，后者在 3 千伏以下。过去十年，变频器在我国的使用日益广泛，涉及冶金、电力、煤炭、化纤、工业控制、公用工程新能源汽车等多个领域。
二、发展过程和竞争格局
变频器的广泛应用是与其技术进步分不开的。50 年代，通用电气原创性的发现了可控硅晶体管，为变频器日后快速发展奠定基础。1971 年，美、德等国提出矢量控制技术，变频器的调速性能得意大幅改善。80 年代，由于半导体微电子技术的长足进步，变频器的运行可靠性和节能功效得到大幅提高，同时由于规模效应，生产成本大幅度下降，应用领域进一步扩大。进入 90 年代后，变频器产品体积和成本大幅下降，性能、可靠性进一步提高，应用范围日趋广泛。未来变频器技术的发展方向是系统化和网络化，柔性 PWM 技术和交-交变换的矩阵变频技术将得到广泛应用。
我国变频器的生产的使用较晚，20 世纪 90 年代才开始涉足电力、冶金等行业。我国中低压变频器市场格局方面，内资品牌的总体份额已经全面超过韩国、台湾品牌，与欧美品牌和日本品牌形成三足鼎立之势。部分内资品牌已经开始了海外市场拓展之旅，产品开始渗透国际市场。
另一方面，与发达国家相比，我国变频器企业还存在诸多薄弱之处，表现在：
（1）绝大多数企业规模较小，资金实力较弱，抗市场风险能力较弱。
（2）变频器中使用的功率半导体关键器件的进口依赖程度较高，我国几家市场份额较大的内资变频器企业主要采用进口 IGBT，特别是对德国英飞凌和日本三菱两大品牌的产品存在一定程度的依赖。
（3）产品生产工艺一般，产品可靠性较弱；目前国外品牌的产品技术成熟度较高，且行业应用经验也较丰富，在元器件质量、产品故障率，以及超大功率产品方面具有一定竞争优势。
（4）研发实力，特别是基础性、原创性研发能力较弱，研发水平多停留在「模仿型」、「跟踪型」阶段。
三、新能源汽车电机控制技术
变频技术在新能源汽车电机控制领域是近年来的一个热点，这一情况与新能源汽车的快速发展是密不可分的。
我国对新能源汽车的政策支持始于本世纪初。2009 年 1 月，国务院通过《汽车产业调整和振兴计划》，明确了新能源汽车的战略定位，提出「三年内形成 50 万辆纯电动，充电式混合动力」的战略规划。2011 年，国家在「十二五发展规划」提出，到 2010 年、2015 年、2020 年分别形成万辆、百万辆、千万辆新能源汽车规模。2012 年，科技部发布了《电动汽车科技发展「十二五」专项规划》，再次明确「纯电驱动」汽车作为是中国新能源汽车技术的发展方向，「十二五」期间纯电驱动汽车销量的发展目标是达到同类车型总销量 1%。
新能源汽车的核心部件之一是驱动电机及控制系统，驱动电机及控制系统主要由电源、电动机、传感器、功率转换器、控制器等组成，直接影响油耗、稳定性、排放量等关键指标。电机控制系统一般由逆变器、中央控制模块、软启动模块、型号检测模块构成，其中变频技术是关系电控系统运行状况的核心技术之一。
四、市场规模（亿元）和未来竞争趋势
根据中自传媒研究部的研究报告，我国 2006～2013 年低压变频器的市场规模如下表所示（单位：亿元）
2006 年 ～2012 年间，是我国低压变频快速发展的阶段，年市场规模从 2006 年的 92 亿快速增长到 2011 年 237 亿，年复合增长率为 20% 以上。2012 年受经济增长放缓的影响，市场首次出现负增长（-15%）。2013 年，面对全球经济形势缓慢复苏，国内宏观经济软着落，低压变频器市场逐步走出下滑阴影，产销量出现微弱正增长。
随着我国经济增速的放缓，整体经济走向「新常态」。未来变频器企业之间的竞争将更加激烈，表现在以下几个方面：
（一）产品定位的竞争
变频技术应用领域十分广泛，不同应用领域的行业景气程度和竞争激烈程度可能有天壤之别，从而对上游变频器生产企业产生重要影响。
（二）技术的竞争
未来变频调速技术将在以下几个方面得到发展，其主要表现为：大功率，小型化，轻型化方向；无速度传感器的矢量控制技术、直接转矩控制技术、磁通控制技术的深耕应用；高电压、高电流的新型半导体材料的应用等。研发能力是可持续发展的核心。
（三）资金实力的竞争
变频及相关技术的研发周期较长，一款新品在取得订单之前，需要企业前期投入大量研发费用，加之下游企业的资金占用（如合同能源管理），收款周期较长，资金压力较大。
（四）服务的竞争
与外资品牌厂家的竞争中，国产变频器厂家一个传统优势是售后服务，这一点在对高端客户的争夺过程中尤为重要。一般而言，高端客户不仅仅对设备的可靠性、品牌有要求，而且往往会提出一些个性化需求，需要变频生产厂家因地制宜，提出个性化的解决方案，并在售后服务方面作出更多承诺。
（五）人才队伍的竞争
变频技术的研发设计涉及多学科的综合，如电力电子技术、微处理器控制技术、计算机通讯、电机控制与现代控制理论等多门学科，一名成熟的工程师需要在软件、硬件、结构设计、测试等多方面具有较高技术水平和经验积累，才能够解决来自理论、研发、设计、工艺生产等多方面的问题。如同其他行业的竞争一样，一切行业的竞争归根结底，还是人才的竞争。
参考文献
[1]《合康变频亿盛科技股份有限公司首次公开发行股票并在创业板上市招股说明书》.2010 年.
[2]郭威.《基于用户需求端的国产高压变频器发展趋势展望》.《变频器世界》，2012 年.
[3]冯奇.《中国低压变频器的市场规模、竞争格局及增长趋势》.《变频器世界》，2009 年.
[4]《2014 年新能源汽车产业蓬勃发展对我国驱动电机行业的影响剖析》.中国产业信息网，http：//www.chyxx.com/industry/201402/ 229898_2.html，2014 年 2 月 28 日.
作者 尤晟 张燕