變頻器(Variable-frequency Drive，VFD)是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。
變頻器的概念
變頻器(Variable-frequency Drive，VFD)是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。
變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內部IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。
根據(jù)中研普華產業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2028年全球與中國變頻器市場現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢報告》顯示：
相比較國外變頻器的發(fā)展狀況，我國的變頻器應用起步較晚，直到20世紀90年代末期才得到較為廣泛的推廣。步入21世紀后，國產變頻器逐步崛起，現(xiàn)已逐漸搶占高端市場。上海和深圳成為國產變頻器發(fā)展的前沿陣地。
自上而下，智能制造整體框架可分為現(xiàn)場層、控制層、操作層、管理層、企業(yè)層及決策層。其中，控制層的主要組成為控制器(驅動、伺服、變頻等)及PLC(可編程邏輯控制器)，執(zhí)行層的主要組成為各類生產機器人、智能設備及傳感器。
數(shù)據(jù)顯示，我國變頻器市場規(guī)模整體呈現(xiàn)穩(wěn)定增長態(tài)勢。據(jù)統(tǒng)計，2020年我國變頻器行業(yè)市場規(guī)模達到541億元，同比增長9.3%，2015-2020年CAGR為7.3%。
其中低壓變頻器規(guī)模占比較大，2020年占比為74%。具體市場規(guī)模方面，2020年我國高壓變頻器市場規(guī)模約141億元，低壓變頻器市場規(guī)模約400億元。
控制層、執(zhí)行層設備共同組成工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，對工業(yè)生產過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調度、管理及決策，達到增加產量、提高質量、降低消耗及確保生產安全等目的。變頻電氣系統(tǒng)是智能制造框架中實現(xiàn)工業(yè)自動化控制的主要組成，其采用閉環(huán)控制，參數(shù)超調波動范圍小，可對偏差進行及時控制，電機運轉時加速、減速還可根據(jù)工藝要求自動調節(jié)，控制精度高。變頻電氣系統(tǒng)還具有十分靈敏的故障檢測、診斷及數(shù)字顯示功能，提高了生產設備運行的可靠性。
2021年11月工信部發(fā)布《電機能效提升計劃》，要求到2023年高效節(jié)能電機年產量達到1.7億千瓦，在役高效節(jié)能電機占比達20%以上(而當前滲透率不到10%)。2022年6月發(fā)布的《工業(yè)能效提升行動計劃》提出2025年新增高效節(jié)能電機占比達到70%以上。
除在風機、泵類負載上的應用以外，變頻調速還可廣泛應用于傳送、卷繞、起重、擠壓及機床等各種機械設備控制領域，以延長設備的正常工作周期及使用壽命，簡化操作及控制系統(tǒng)，甚至改變原有的工藝規(guī)范，從而提高整套生產設備的控制水平，進而提高產成品率。
以采礦業(yè)為例，早期礦車提升系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的轉子串電阻進行電機調速，這種調速方式相對落后，存在電能消耗過大、工作穩(wěn)定性差及缺乏故障診斷等問題。加裝變頻電氣系統(tǒng)后，企業(yè)生產系統(tǒng)可按照設計的速度曲線自主進行速度控制，提升了控制系統(tǒng)的智能化程度及安全性、降低了系統(tǒng)的操作難度。此外，在變頻調速技術作用下，電機提升過程完全依靠電力牽引與制動，制動閘瓦只需在停車及安全回路保護動作時才進行抱閘，大幅度減少了閘瓦的磨損，延長設備使用壽命。
根據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，2021年歐美品牌低壓變頻器占比為44.6%，日韓份額為13.1%，中國本土品牌占比為42.3%，相較于2017年的38.7%上升3.6pcts。隨著國產品牌定制化能力以及產品研發(fā)制造實力的提升，未來國產替代有望逐步落地。
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2022-2028年全球與中國變頻器市場現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢報告
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