变频器

变频器行业定义及分类

变频器行业定义

变频器，即交流电动机变频调速控制器，是通过利用软硬件控制系统来控制电力半导体器件的通断作用，从而将工频电源（50Hz或60Hz）变换为各种频率，以实现电动机变速运行的设备。由于变频器能够根据实际需要对电动机转速进行实时调节，因此可以明显降低电动机运行的综合电耗，并起到改进设备控制水平的效果。

变频器工作原理：变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。现在使用的变频器主要采用交-直-交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

变频器构成：变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）和控制单元组成的。一般整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。

图表1：变频器结构示意图

变频器产品分类

（1）按照输入变频器的电网电压等级分类

变频器可以分为低压（110V、220V、380V等）、中压（690V、1140V、2300V等）和高压（3kV、3.3kV、6kV、6.6kV、10kV等）变频器，高压变频器通常采用IGBT多级串联的主电路结构，而中压变频器和低压变频器普遍采用二电平或三电平的主电路结构。由于这一分类在主电路结构上的明显区别，使得把3kV以下的变频器归为一个大类即中低压变频器，把3kV及以上的变频器归为一个大类即高压变频器。

图表2：变频器按电压等级分类

（2）按照主电路工作方式分类

变频器可以分为电压型和电流型变频器。

（3）按照开关方式分类

变频器可以分为PAM（脉冲幅值调制）、PWM（脉冲宽度调制）控制变频器和高载频PWM控制变频器。

（4）按照用途分类

变频器主要分为可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。

（5）按照工作原理分类

变频器主要分为V/F控制变频器和矢量控制变频器等。矢量控制变频器采用矢量控制方式，与传统的V/F控制变频器相比，矢量控制变频器在速度控制精度、调速范围及低频力矩特性等方面有着无可比拟的优越性。由于在控制性能上的卓越表现，使得矢量变频器可以用于许多V/F控制变频器无法满足要求的高端场合，如电梯、起重机、吊车、拉丝、数控机床、轧钢等。

图表3：变频器主要性能指标（单位：%）

变频器行业政策环境分析

变频器行业相关标准

我国并未制订针对变频器领域的国家标准，只在中国调速电气传动系统的国家标准GB12668中涉及变频器内容。目前，变频器行业执行的国家标准主要是GB/T12668.2-2002、GB/T12668.3-2003，基本上都是推荐标准，而不是强制执行标准。中国调速电气传动系统国家标准（标准号：GB12668）由6部分组成，分别为：

GB/T12668.12002：该部分是GB12668《调速电气传动系统》的第一部分，给出低压直流调速电气传动系统额定值的规定。适用于一般用途的直流调速传动系统，包括电力变流器、控制设备和一台或数台电动机，不适用于牵引传动和电动车辆传动。这一部分给出了变流器的特性及其与整个直流传动系统的关系，同时说明了关于变流器额定值、正常使用条件、过载情况、浪涌承受能力、稳定性、保护、交流电源接地和试验等性能的要求，此外，该标准还论述了诸如控制方案、诊断和拓扑的应用指南。这一部分等同采用IEC61800-1-1997，在技术内容和编写格式上完全一致。

GB/T12668.2-2002：该部分是GB12668《调速电气传动系统》的第二部分，给出低压交流变频电气传动系统额定值的规定。适用于一般用途的交流调速传动系统，即由电力设备（包括变流器部分、交流电动机和其它设备，但不限于馈电部分）和控制设备（包括开关控制-如通/断控制，电压、频率或电流控制，触发系统、保护、状态监控、通讯、测试、诊断、生产过程接口/端口等）组成的系统。该标准不适用于牵引传动和电动车辆传动；适用于连接交流电源电压1kV以下、50Hz或60Hz、负载侧频率达600Hz的电气传动系统。该标准给出了关于变频器额定值、正常使用条件、过载情况、浪涌承受能力、稳定性、保护、交流电源接地和试验等性能的要求。这一部分等同采用IEC61800-2-1998，在技术内容和编写格式上完全一致。

GB12668.3-2003：该部分是GB12668《调速电气传动系统》的第三部分，给出产品的电磁兼容性标准及其特定的实验方法。规定了电气传动系统（PDS）的电磁兼容性（EMC）要求，包括调速的交流电动机传动和直流电动机传动，特指安装在工业环境和民用环境的PDS，同样不包含牵引应用和电动车辆。其中PDS的抗干扰-抗扰度要求与安全性的最低要求是国家质量监督检验检疫局规定的强制性要求，其余部分为推荐性要求。这一部分等同采用IEC61800-3-1996，在技术内容和编写格式上完全一致。

GB/T12668.4-2004：该部分是GB12668《调速电气传动系统》的第四部分，给出交流电压1000V以上但不超过35kV的交流调速电气传动系统额定值的规定。适用于包括电力变流设备、控制设备和电动机的交流调速电气传动系统，但不包括牵引传动和电动车辆传动。对于电压1kV以上、采用与低压变流器（低于1KV）连接的降压输入变压器和/或升压输出变压器的电气传动系统，适用GB/T12668.2。这一部分对变流器的特性、拓扑结构及其与整个交流电气传动系统的关系做了说明，同时还说明了关于额定值、正常使用条件、过载情况、浪涌承受能力、稳定性、保护、交流电源接地、拓扑结构和试验等性能的要求。此外，该部分还给出了诸如控制方案、扭振分析的应用指南以及电气传动系统部件集成的推荐方法。这一部分等同采用IEC61800-4-2002，在技术内容和编写格式上完全一致。

GB12668.5：给出与电气、热量及其它功能相关的安全要求。适用于包括电力变流设备、传动控制设备和电动机的调速电气传动系统。但不包括牵引传动和电动车辆传动；适用于连接交流电源电压1kV以下、50Hz或60Hz的直流传动系统以及变流器输入或输出电压35kV以下、50Hz或60Hz的交流传动系统。规定了对调速电气传动系统或其元件有关电气、热和能量安全方面的要求。就该标准而言，所指能量危险可以指部件爆炸或电容器储能。除接口要求外，该部分不覆盖被传动设备。这一部分等同采用IEC61800-5-1。

GB12668.6：给出了带负荷运行和对应额定电流形式测量导责。该部分为调速电气传动系统（PDS）额定值的规定，尤其是基本传动模（BDM）额定值的规定方面提供可供选择方法。因为直流、交流PDS的系统额定值已经在12668.1和2668.2中给出，这里也可以看成是对12668.1和2668.2的补充。对于所有变流器、不管带不带变压器，都应当选定下列六种负载工作之中的一种来规定额定值，即均匀负载工作制、间歇峰值负载工作制、间歇负载工作制、有空载时间间隔的间歇负载工作制、重复性负载工作制、非重复性负载工作制。对于调速传动系统来说负载电流-时间曲线图虽然复杂，但通常能确定出最适合于用作额定电流基础的负载工作制。这一部分等同采用IEC61800-6。

变频器行业相关政策

我国变频器行业的主管部门是国家发展和改革委员会。国家发展和改革委员会及其下属各机构主要负责制定产业政策，指导行业结构调整、行业体制改革、技术进步和技术改造等工作。行业内各企业的业务管理和生产经营则完全市场化。

行业自律性组织为中国电器工业协会变频器分会，其主要职责包括：收集国内外变频器行业基础资料和调研相关情况，向政府提出本行业发展等方面的建议；协助政府组织编制行业发展规划，推动行业内相关方面的协调发展；协助标准化主管部门制定、修订本行业的国家标准和行业标准，组织建立本行业技术和经济信息网络，并开展国际、国内企业的经验交流与合作。

变频器产品属节能型电力电子设备，为国家重点支持发展的高新技术产品，长期以来一直获得国家产业政策的鼓励和支持。其中涉及与本行业相关的主要法律法规和政策如下：

2012年5月，国务院常务会议确定了促进节能家电等产品消费的一系列政策措施，中央财政安排363亿元，用于推广节能家电、高效照明、节能汽车和高效电机四大类产品，预计拉动消费需求约4500亿元，年节能约1200万吨标准煤，其中节电约323亿千瓦时。

其中，在节能家电方面，安排中央财政资金265亿元，启动推广高效节能空调、平板电视、电冰箱、洗衣机、热水器等家电产品7700多万台。推广期限暂定一年。在高效电机方面，安排中央财政资金16亿元，推广4000万千瓦。

2011年8月31日，国务院办公厅印发《"十二五"节能减排综合性工作方案》（【2011】26号）。方案明确提出"加快推广高压变频调速技术的推广应用"。

2011年4月13日，国家发展和改革委员会公布了《鼓励进口技术和产品目录（2011年版）》，重点修改和新增了一批节能环保、新一代信息技术、高端装备制造、新能源汽车、新材料等新兴产业发展所需的技术和产品。

据发展改革委介绍，《鼓励进口技术和产品目录》的修订将为战略性新兴产业的培育发展服务，更好地发挥进口对宏观经济平衡和结构调整的重要作用。

发展改革委表示，本次修订是为了贯彻落实"十二五"规划纲要精神，优化进口结构，积极扩大先进技术、关键零部件、国内短缺资源和节能环保产品进口。

为贯彻落实国务院关于治理和规范涉企收费的意见，进一步减轻企业负担。经商国家税务总局，现就企业纳税环节有关收费问题通知如下：

（1）取消增值税防伪税控系统培训费。禁止增值税防伪税控系统专用设备生产或服务单位向初始用户收取培训费、证书费、换证费等相关收费，增值税防伪税控系统专用设备的供货单位向初始用户提供必要的设备使用培训，所需费用应由供货单位承担，在经营成本中列支。

（2）取消增值税防伪税控系统网点建设费。为支持新疆企业发展，取消新疆地区技术服务单位向用户收取的网点建设费。

（3）规范税务系统电子政务平台收费。各级税务机关及其事业单位，以及其他组织利用税务电子政务平台向社会提供公共服务过程中，需引入第三方电子认证服务的，不得以任何形式参与电子认证服务经营或收取费用，不得采取强制或变相强制的方式要求企业或个人购买第三方电子认证服务。

（4）严禁企业纳税环节违规收费行为。有关技术服务单位在提供服务时，要与用户签署服务合同，严格履行合同中约定的职责和服务内容，否则不得收取费用；未经企业要求上门提供具体技术维护服务的，不得强制服务强行收费；供货和技术服务单位不得以任何理由，向用户强行推销、搭售扫描仪、计算机、打印机等通用设备，否则以乱收费查处。

（5）从严核定税务发票工本费标准。各省、自治区、直辖市价格主管部门要对本地区核定的税务发票使用和成本情况进行一次全面调查，按照补偿成本原则，从严核定税务发票工本费，切实降低偏高的收费标准。

据《财政部国家发展改革委关于开展"节能产品惠民工程"的通知》（财建【2009】213号）和《财政部国家发展改革委关于印发"节能产品惠民工程"高效电机推广实施细则的通知》（财建【2010】232号）的要求，国家发展改革委、财政部组织对各地上报的高效电机推广申请报告及相关材料进行了审核。现将"节能产品惠民工程"高效电机推广目录（第二批）予以公告。

2011年，国家发改委发布了《循环经济发展规划编制指南》，以促进《循环经济促进法》的贯彻落实，指导各地科学编制本地区的循环经济发展规划，促进经济可持续发展。

（1）发展循环经济需建立长效运行机制

我国循环经济制度体系的不健全，导致循环经济模式缺乏稳定的长效运行机制支撑。齐建国表示，《循环经济促进法》不是一部强制性的实体法律，与之相配套的实体法律和法规体系还不完善。例如，针对生产者责任延伸、大宗废弃物循环利用等方面的专项法律尚未建立。政府支持循环经济的财政补贴和税收优惠制度还处于临时应对状态，没有形成相应的规范化稳定制度体系。政府制定的短期循环经济优惠政策和扶持措施变动性大，不具有连贯性，使得企业未来预期难以稳定，很容易造成短期行为。因此，发展循环经济亟需建立起市场经济条件下能够使循环经济各利益主体具有稳定预期、使企业具有可持续稳定的经济效益长效运行机制，包括完善的价格形成机制，合理的资源税体系，严格的而有效的《环境保护法》，有效的行政管理考核、有效的监管与激励机制。

（2）因地制宜，体现地区及产业优势

《循环经济发展规划编制指南》中要求各地因地制宜发展循环经济，建议缺水地区重点在规划中体现对水的节约、循环利用、污水减排、海水淡化等非传统水源的利用等情况；产业比较落后，能耗高，污染较严重的地区应在规划中重点体现产业节能、降耗、减排的相关指标。

我国目前有192个循环经济示范单位，分布在企业、园区、工业基地、城市、省级层面等，涉及化工、冶金、建材、能源等多个行业领域。经过几年的实践，这些示范示范单位在发展过程中形成了60多种成功的模式，如何对不同地区、行业的模式进行总结、整合与推广，通过推进循环经济试点工作，以点带面，促进整个循环经济的大发展，这将是"十二五"期间的一项重要工作。循环经济规划指南要求因地制宜，就是要指导各地区和企业、工业园区等按照自己的优势和条件，运用已经具有规范路径的成功模式，重点发展对本地区影响大的资源的循环利用。处理企业具备完善的废弃电器电子产品处理设施还包括贮存场地，容量不低于日处理能力的10倍；硬化的地面，废液、废水污水收集系统，还应配备现场监控设备等。处理阴极射线管（CRT）显示器电视机、计算机的处理设备能将锥、屏玻璃分离，并收集荧光粉等粉尘；处理电冰箱或空调的，应对消耗臭氧层物质进行回收、循环利用或交由从事消耗臭氧层物质回收、再生利用、销毁等经营活动的单位进行无害化处置。处理企业还要有数据管理信息系统和污染防治设施。也就是说，具有与所处理废弃电器电子产品相配套的污染防治设施、分拣、包装及其他设备。

（3）根据经济、环境效益优选技术路线

循环经济作为一种新技术经济范式，它首先必须在技术上具有可行性，同时在经济上具有合理性和赢利性。资源循环利用的经济效益往往取决于技术效率的高低。《循环经济发展规划编制指南》中指出，各地的循环经济发展规划应根据地区发展重点，提出发展本地区循环经济的关键技术和装备，构建循环经济技术支撑体系。

近年来，循环经济越来越为人们所熟悉，不过，人们对循环经济的认识常常存在误区，人们往往将循环经济等同于废弃物再生利用，这是不全面的。高效的循环经济首先需要企业合理布局，需要资源的优化配置，需要从工业园区规划设计、产品设计就开始，按照循环经济原理构建基础设施和产品全寿命周期的循环利用最优路线。尤为重要的是，整个社会应围绕着循环型、节约型社会建设，减少不合理消费，形成绿色消费模式。循环经济的理念归根到底是一种文化体系与意识，它的建立需要整个社会的参与和努力。

变频器行业发展状况分析

进入21世纪以来，我国变频器市场的增长速度高达20%左右，远远超过同期的GDP增速，随着市场的扩大和用户端需求的多样化，国内市场上的变频器产品功能不断完善，集成度和系统化程度越来越高，操作更加方便，同时也出现了某些行业的专用变频器产品。另外，变频器的应用领域也在不断扩大。从工厂的生产加工设备到中央空调、从重型机械到轻纺行业、从0.4KW的小功率到900KW大功率电机都已广泛使用，且取得明显的经济效益。

到目前为止中国市场的外资品牌约40个，其中比较活跃的外资品牌有十余个。同时涌现出上百家内资品牌，这些变频器的生产厂商主要集中在沿海开放省市如广东、山东、江苏等地。本土变频器企业大部分以V/F控制产品为主，对于性能优越、技术含量高的矢量变频器等产品，绝大多数内资企业还没有开发出成熟的产品。虽然个别表现突出的内资品牌如深圳英威腾、成都希望森兰等已有矢量变频器产品问世，并在部分市场应用领域取得了突破，但与国际巨头相比，其产品的种类、规格还有待进一步充实和丰富。

2011年末我国规模以上变频器企业约有200家，这些规模以上的企业中，生产商以民营企业居多，大多数民营企业的规模并不大，生产的产品也主要是中低端产品，竞争能力不强，抗风险能力弱。

我国变频器行业在近几年保持快速的发展势头，2008年行业实现销售收入145.80亿元，同比增长19.70%，2009年实现销售收入172.80亿元，同比增长13.72%，2010年实现销售收入208.10亿元，同比增长25.12%。总体看来，虽然在2008-2009年全球经济在金融危机的影响下持续低迷，但我国经济仍保持较快的增长态势，我国变频器企业受影响不大，在我国出台一系列经济振兴规划，并大力倡导节能环保的大背景下，国内变频器市场需求旺盛，2010年行业发展快速稳健。2011年，实现销售收入252亿元，同比增长21%。具体内容详见前瞻产业研究院发布的《2013-2017年中国变频器行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

变频器行业国际知名企业

德国西门子

瑞士ABB集团

日本富士电机集团

日本三菱电机

日本安川电机

台湾台达集团

美国艾默生公司

法国施耐德

丹麦丹佛斯

美国罗克韦尔

变频器行业国内领先企业

北京ABB电气传动系统有限公司

西门子电气传动有限公司

安川电机（上海）有限公司

北京利德华福电气技术有限公司

富士电机（上海）有限公司

施耐德（苏州）变频器有限公司

东芝三菱电机工业系统（北京）有限公司

北京合康亿盛变频科技股份有限公司

东方日立（成都）电控设备有限公司

深圳市英威腾电气股份有限公司