由于高壓變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域和高效節(jié)能的市場(chǎng)需求與鼓勵(lì)政策，高壓變頻器市場(chǎng)規(guī)模一直保持著較高的增長(zhǎng)率，而因?yàn)槭莻€(gè)強(qiáng)周期行業(yè)，與國(guó)家經(jīng)濟(jì)周期緊密相關(guān)，受社會(huì)融資增速放緩、戰(zhàn)焦灼不下、3C產(chǎn)品銷售市場(chǎng)低迷，持續(xù)下行等因素影響，低壓變頻器市場(chǎng)同比出現(xiàn)下滑。預(yù)計(jì)2020年到2025年，高壓變頻器的市場(chǎng)規(guī)模將突破200億元，中低壓變頻器則將達(dá)到400億元以上。

經(jīng)過20多年的發(fā)展，如今的中國(guó)變頻器廠家與市場(chǎng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)趨于成熟。但隨著我國(guó)開始大力發(fā)展“雙碳”的大環(huán)境下，中國(guó)變頻器（以下簡(jiǎn)稱-VFD）行業(yè)發(fā)展將面臨什么樣的機(jī)遇和挑戰(zhàn)？

在“十四五”規(guī)劃實(shí)施以來(lái)，新能源產(chǎn)業(yè)風(fēng)起云涌。但對(duì)于電機(jī)系統(tǒng)這一傳統(tǒng)能源消費(fèi)主體來(lái)說(shuō)，從能源消費(fèi)角度響應(yīng)“雙碳”發(fā)展要求，可以進(jìn)一步促成“二氧化碳峰值排放”和“碳中和”是更為直接的一種發(fā)展方式。

1、高壓變頻器在電力、冶金、水泥、石油石化等行業(yè)需求量較大

高壓變頻器的下游客戶主要集中在電力、冶金、煤炭、石油化工、水泥、造紙、市政、交通等領(lǐng)域，多為國(guó)有大型工礦企業(yè)。通過對(duì)國(guó)務(wù)院公布的2020年減排目標(biāo)進(jìn)行針對(duì)研究和目標(biāo)分解，并且考慮到國(guó)有企業(yè)的政策執(zhí)行能力，這些高耗能的國(guó)有大中型企業(yè)將在未來(lái)的節(jié)能減排工作中扮演主要角色，相應(yīng)也會(huì)享受到更多的政策扶持。高壓變頻器作為節(jié)能減排的主力軍和急先鋒，未來(lái)高壓變頻器在電力、冶金、水泥、石油石化、化工、采礦、市政和其他領(lǐng)域有巨大的市場(chǎng)需求。

目前，由于“雙碳”發(fā)展目標(biāo)的要求，各類高耗能企業(yè)不斷推進(jìn)工藝優(yōu)化和節(jié)能降耗，這就要求更多的電機(jī)從傳統(tǒng)低效的運(yùn)行和調(diào)速模式向變頻驅(qū)動(dòng)模式轉(zhuǎn)變。由于受到國(guó)際形勢(shì)、新冠肺炎疫情等各種因素的影響，傳統(tǒng)大型國(guó)有企業(yè)也為國(guó)產(chǎn)品牌打開了大門，這對(duì)整個(gè)國(guó)產(chǎn)VFD市場(chǎng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的市場(chǎng)機(jī)遇。

此外，隨著“雙碳”發(fā)展目標(biāo)的推進(jìn)，國(guó)內(nèi)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)正在從IE3逐漸向IE4、IE5轉(zhuǎn)變，電機(jī)形式也在從異步向永磁同步、同步磁阻轉(zhuǎn)變。所有這些新型節(jié)能電機(jī)都離不開駕駛員的支持！無(wú)論是新的市場(chǎng)機(jī)遇還是新的電機(jī)形式，實(shí)際上都對(duì)驅(qū)動(dòng)器的可靠性、控制策略和控制性能提出了更高的要求，這也是對(duì)整個(gè)VFD行業(yè)的巨大挑戰(zhàn)！

目前，國(guó)家正在大力發(fā)展第三代半導(dǎo)體技術(shù)。氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)等半導(dǎo)體器件會(huì)對(duì)VFD產(chǎn)品和技術(shù)產(chǎn)生哪些影響？

第三代半導(dǎo)體技術(shù)也是一個(gè)值得關(guān)注的發(fā)展趨勢(shì)。目前，我們可以看到氮化鎵更多地用于低壓領(lǐng)域。比如我們每天都能看到移動(dòng)設(shè)備的大功率快充，這是氮化鎵的典型應(yīng)用場(chǎng)景，一般不適合大功率、高電壓的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

SiC可以作為IGBT的下一代替代品，可以實(shí)現(xiàn)高速低損耗行駛。對(duì)于一些要求頻率高、體積小、重量輕的場(chǎng)合，一般可以采用SiC方案，但對(duì)于這種方案來(lái)說(shuō)，主要的問題在于SiC的成本，目前相對(duì)較高。

是否采用SiC，應(yīng)該更多的從控制系統(tǒng)的角度來(lái)考慮。雖然SiC可以有效降低產(chǎn)品體積和整體產(chǎn)品損耗，但開關(guān)頻率提高帶來(lái)的EMI問題和電機(jī)DUDT問題需要特別計(jì)劃。

變頻器設(shè)計(jì)在當(dāng)前市場(chǎng)中受到對(duì)安全、能源管理和設(shè)計(jì)靈活性的關(guān)注的嚴(yán)重影響。未來(lái)會(huì)怎樣？

2、六家制造商——SEW、ABB、西門子、 博世力士樂、日立和施耐德電氣——對(duì) VFD 的未來(lái)做出了預(yù)測(cè)。

1. 可現(xiàn)場(chǎng)安裝的模塊化解決方案：隨著變頻器開始小化電子設(shè)備的尺寸并提高電機(jī)的效率， VDF 是可現(xiàn)場(chǎng)安裝的、緊湊的、模塊化和可配置的驅(qū)動(dòng)器、I/O 和控制解決方案的一部分。變頻器將安裝在可現(xiàn)場(chǎng)安裝的模塊化外殼中，并為控制、驅(qū)動(dòng)逆變器、電機(jī)和齒輪箱提供可配置的選項(xiàng)。模塊化概念還將提供與公共總線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接、集成安全和能源管理選項(xiàng)，例如可再生能源的捕獲和使用。

2. 更智能的 VFD 軟件：“將繼續(xù)專注于提供位于 VFD 本身上的應(yīng)用軟件，”ABB 變頻器工程師說(shuō)。“這將使終用戶能夠在化工、石油和天然氣、水和 HVAC 等各個(gè)行業(yè)的獨(dú)特且具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)更高效的過程控制并實(shí)現(xiàn)大程度的節(jié)能。”

對(duì)于 OEM 而言，陡峭的學(xué)習(xí)曲線是一個(gè)缺點(diǎn)。必須為每個(gè) VFD 學(xué)習(xí)新的接口和編程，即使他們使用相同的供應(yīng)商，也會(huì)增加他們的上市時(shí)間，在整個(gè)平臺(tái)上提供具有一致用戶界面的 VFD 的供應(yīng)商將非常重要。在 VFD 中內(nèi)置更多的應(yīng)用專業(yè)知識(shí)也很重要。所有這些都將有助于減少開發(fā)時(shí)間和成本，并使他們能夠快速進(jìn)入下一個(gè)項(xiàng)目。

3. 新應(yīng)用和行業(yè)：VFD 不再是電機(jī)轉(zhuǎn)軸器，它們正被應(yīng)用于許多新應(yīng)用。具有電網(wǎng)接口的應(yīng)用程序，例如變頻器和泵存儲(chǔ)，使用 VFD。碳捕獲、制氫和運(yùn)輸?shù)刃屡d行業(yè)依賴于 VFD。電力需求正在增長(zhǎng)到超過 50,000 馬力。

4. 更多特定應(yīng)用程序設(shè)計(jì)：變頻驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和客戶應(yīng)用程序的未來(lái)是軟件集成和特定應(yīng)用程序編程。數(shù)據(jù)訪問必須易于訪問，以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫共享和連接。

5.即插即用編程：客戶希望驅(qū)動(dòng)器可以做更多的事情，例如基于邏輯的操作，通過二維碼編程即插即用，以及恒轉(zhuǎn)矩、永磁、交流電（PMAC） ) 節(jié)能效果顯著的應(yīng)用。

6. ML 和 AI 實(shí)現(xiàn)更好的控制：從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，機(jī)器學(xué)習(xí) (ML) 和人工智能 (AI) 將發(fā)揮更大的作用，大部分 VFD 調(diào)試過程都是重復(fù)的，調(diào)試的困難在于缺乏產(chǎn)品知識(shí)或?qū)?yīng)用的理解。一旦構(gòu)建了應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫(kù)，在 VFD 中使用機(jī)器學(xué)習(xí)就可以減少這種情況。人工智能還將支持系統(tǒng)優(yōu)化，因?yàn)樗鼘⒃试S在受控工業(yè)環(huán)境下進(jìn)行智能反應(yīng)，從而使過程受益。

隨著工業(yè)4.0的不斷推進(jìn)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，智能化已經(jīng)成為整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的主旋律。對(duì)于VFD行業(yè)來(lái)說(shuō)，正在從傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)VFD逐漸過渡到行業(yè)整體解決方案。作為整體解決方案，以VFD為主體的一體機(jī)已經(jīng)成為很多行業(yè)的主流，承擔(dān)了整體設(shè)備智能核心的關(guān)鍵角色。

近年來(lái)，我國(guó)年工業(yè)生產(chǎn)總值不斷提高，但能耗比卻居高不下，高能耗比已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，為此國(guó)家投入大量資金支持節(jié)能降耗項(xiàng)目，其中高壓變頻調(diào)速技術(shù)已越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在各行各業(yè)，它不僅可以改善工藝，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，提高工作效率等，重要的是它可以“節(jié)能降耗”，這一點(diǎn)已被廣大用戶所認(rèn)可，且深受關(guān)注。前瞻預(yù)計(jì)，未來(lái)幾年，具有高效節(jié)能功能的高壓變頻器市場(chǎng)將受政策驅(qū)動(dòng)持續(xù)增長(zhǎng)，到2025年，高壓變頻器的市場(chǎng)規(guī)模將突破200億元。

而隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求的擴(kuò)大，低壓變頻器市場(chǎng)將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)容量，預(yù)測(cè)2020-2025年，低壓變頻器市場(chǎng)規(guī)模逐年小幅增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)低壓變頻器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到400億元以上。