2021年全球及中國變頻器及高壓變頻器行業重點企業競爭戰略研究及市場發展戰略預測咨詢
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（1）變頻器及高壓變頻器簡介：變頻器是應用變頻技術與微電子技術的電力傳動元件，通過改變電機工作電源的頻率和幅度控制交流電動機的轉速。因能耗與電機轉速的立方成正比，變頻器的應用可大幅降低電機能耗、提高電氣系統的運行效率。以變頻器為載體，變頻調速技術因其高效率、高功率因數、優異的調速及啟制動性能，具有顯著的節電及改進工藝控制水平的效果，是國內外公認的、最有發展前途的調速方式，代表著電氣傳動的發展方向。目前，變頻調速技術主要用于節約電能、優化生產工藝與流程、提高產品質量及改善運行環境。
按照行業慣例，為1kV至10kV高電壓環境下運行的電機開發的變頻器為高壓變頻器。目前，高壓變頻器主要為交-直-交PWM型高壓變頻器，包括多脈波串聯疊加二極管電壓源型高壓變頻器、H橋（多功率單元）串聯疊加電壓源型高壓變頻器及多脈波串聯疊加晶閘管電流源型高壓變頻器。其中，H橋串聯疊加電壓源型高壓變頻器在國內市場中的應用最為廣泛。
（2）變壓器及變頻用變壓器簡介：變壓器是一種通過改變電壓而傳輸交流電能的靜止電氣設備。利用電磁感應原理，該類設備可將一種電壓等級的交流電能轉換成同頻率的另一種電壓等級的交流電能，并傳輸電能。以用途作及定制化程度為劃分依據，變壓器產品可分為通用型變壓器、特種變壓器兩類。
變頻用變壓器是特種變壓器的一個分支，是高壓變頻器的適配電源部件，在變頻電氣系統中起到電氣隔離、減少諧波污染等核心作用。高壓變頻器主要由IGBT、電阻電容、散熱器等電力電子器件及變壓器構成，產品成本構成中，各類電力電子器件約占52%（其中IGBT約占10%）、主變壓器（指變頻用變壓器）占29%，具體構成情況如下：
2019年中國變頻用變壓器產品成本構成分析
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???????數據統計：中金企信國際咨詢
變頻用變壓器是高壓變頻器的核心部件，是高壓變頻器構成中單一類型占比較高的部件。高壓變頻器需配套變頻用變壓器使用，因為終端使用環境、用戶存在差異化需求，均具備較高的定制化程度。因此，變頻用變壓器、高壓變頻器在產品與技術發展方面關系密切，高壓變頻器行業的技術發展及市場波動將對變頻用變壓器行業的發展產生重大影響。
（3）變頻用變壓器上下游行業情況：變頻用變壓器制造企業自主進行產品設計及物料采購，產品主要面向下游變頻器制造商銷售。高壓變頻器產品使用者，也是變頻用變壓器產品終端用戶，主要為電力、冶金、石化、建材、市政及機械配套等工業、基礎設施建設領域的變頻電氣系統需求用戶。變頻用變壓器行業與下游高壓變頻器行業關聯度較高。
變頻用變壓器行業上游主要為硅鋼片、有色金屬（銅、鋁）及絕緣材料等原材料供應商。行業內企業主要采購大宗、通用型的原材料，再對原材料進行加工并投入產品生產。因此，硅鋼片、有色金屬及絕緣材料等物料的供應價格波動，將直接影響行業整體成本水平。
（4）變頻器行業發展情況：
I、國際變頻器行業發展情況：變頻器產業正處于迅速發展階段，產業規模不斷擴大。變頻器自20世紀60年代左右問世，到20世紀80年代在主要工業化國家已廣泛使用。20世紀90年代以來，隨著節能環保意識的加強，變頻器的應用越來越普及。
在國際變頻器市場上，德國、瑞士及日本處于領先地位，特別是在材料及制造工藝方面占據優勢，其變頻器產品可靠性好、使用壽命長。其次是美國、法國等發達國家，其變頻技術先進，但企業規模與處于領先地位的國家的大型企業存在一定差距。世界范圍內，規模較大、知名度較高的制造商包括西門子（德國）、ABB（瑞士）、施耐德（法國），艾默生（美國）、丹佛斯（丹麥）、歐陸（英國）及富士電機、三菱、安川、日立、東芝等日本企業。
II、國內變頻器行業發展情況：上世紀60、70年代，變頻器產品在發達國家已有廣泛應用。80年代初，我國企業開始接觸變頻技術；80年代后期，以日本品牌為代表的外資品牌進入中國，成為中國變頻器行業的開端。據中金企信國際咨詢公布的《2021-2027年中國變頻器行業市場發展分析及投資戰略前景預測報告》統計數據顯示：隨著我國經濟的高速發展及節能環保意識的增強，變頻器產品已得到廣大企業用戶的認可，在國內的應用越發普及、行業規模迅速擴大。目前，國內變頻器產業內外資品牌有約40個、內資品牌超100個。
國內變頻器市場銷售額排名前列的主要是外資品牌，其在資本規模、產銷規模及綜合技術水平等方面實力突出。在國家政策的大力支持及引導下，近年來內資品牌中出現了以匯川技術、英威騰、合康新能為代表的部分優勢企業，不僅成功研發了代表高端控制水平的矢量變頻器，在生產規模、產品綜合性能方面也有了較大的提高。內資企業雖然尚未具備與西門子、ABB等國際一流品牌展開全面競爭的實力，但已在部分細分產品及市場上表現出較明顯的競爭優勢，市場份額逐年擴大，原有由外資品牌主導的國內變頻器市場格局正發生改變。
產品方面，變頻器的功能逐步完善、應用領域不斷擴大。從工廠設備到家用空調，從重型機械到輕紡行業，從0.4kW的小功率電機到9,000kW的大功率電機都已廣泛使用，且取得了明顯的經濟效益。用戶方面，電力、冶金、石化、建材等變頻器主要適用的工業、制造業領域仍處于逐步推廣的階段，距離真正普及還有一定的距離。工業、制造業領域使用的變頻器多為高壓變頻器，可以預見我國高壓變頻器市場的發展潛力巨大。
III、國內高壓變頻器行業競爭情況：高壓變頻器具備較高的技術門檻，國際主流廠商較少，目前不超過十家，國內也僅有少數廠商具備研發、設計、生產、服務及技術支持的全流程綜合實力。目前，國內、外主流高壓變頻器廠商已經占據了我國高壓變頻器市場的主要份額，形成了較穩定的競爭格局，產品價格、毛利水平波動相對穩定。
國內高端變頻器市場主要有兩類產品，一是應用在鋼鐵、水泥等行業的大功率產品，上述行業使用的變頻器多為高壓變頻器；二是應用于高端機械配套的高壓產品，主要為起重及電梯等提升類負載。高端領域競爭者較少，變頻器提供商主要以整體解決方案的產品形式提供給客戶，這種形式需對應用行業及領域有較深的理解。目前，即便是國外知名品牌也無法在所有領域都占得優勢，如ABB在石油機械行業處于壟斷地位、西門子在冶金領域處于優勢地位、匯川技術在電梯領域已建立了良好的口碑。高端市場的行業細分保證了產業生態的良性互動，中低端市場主要是變頻技術在常規機械、風機及泵類的控制應用，競爭相對激烈。在高端市場，國外變頻器制造商仍有較大的品牌優勢，但部分國內品牌已具備進入高端市場的技術實力；在中低端市場，國、內外變頻器制造商形成了直接的市場競爭格局。
（5）變頻用變壓器行業發展情況：
I、變頻技術應用推動變頻用變壓器市場發展：高壓變頻器、變頻用變壓器組成了變頻電氣系統，共同實現對電機運轉的精細化控制，是變頻調速技術的主要載體。變頻調速技術是電力電子技術的一個分支，屬于綜合運用科學理論、直接應用于物質生產、針對性強并講究經濟效益的應用科學。因此，在生產建設過程中的實際需求及應用效果，直接決定了變頻調速技術的應用范圍及高壓變頻器、變頻用變壓器行業的發展。
變頻調速技術的基本原理是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關系，通過改變電機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。變頻調速技術屬于電力電子技術在電機控制領域的綜合應用，具備在節能及工業自動化控制方面的天然優勢。
電力規劃設計總院編制的《中國能源發展報告2018》數據顯示，我國與先進國家在總體能源利用效率方面有近10%的差距。其中，工業能耗約占能源消耗總量的45%，占比水平遠超發達國家的平均約23%。工業能耗主要為電能消耗，提升電能使用效率、降低用電量具備客觀需求及必要性。BP（英國石油公司）發布的《世界能源統計年鑒》數據顯示，2018年全球一次能源消費增長2.9%，幾乎是過去十年平均增速（1.5%）的兩倍；碳排放增長2.0%、為近七年最高增速；新增碳排放達6億噸，相當于在地球上增加三分之一的乘用車所產生的排放。同時，2018年全球一次能源消費量為13,864.9百萬噸油當量，我國消費量占其中近四分之一（3,273.5百萬噸油當量），持續推行低碳經濟具備必要性及緊迫性。為實現到2020年單位GDP碳排放量與2005年相比下降40%-45%的目標，發展新能源及推廣節能減排最重要的途徑。包括變頻調速技術在內的各項電力電子技術可有效達到節能的效果，也是實現新能源可靠利用的重要保障。
另一方面，我國雖已是制造業大國，但在國際產業分工中總體還處于中低端水平。與世界先進水平相比，中國制造業在自主創新能力、資源利用效率、產業結構水平、信息化程度及質量效益等方面仍存在差距。核心基礎零部件（元器件）、先進基礎工藝、關鍵基礎材料及產業技術基礎等工業基礎能力較為薄弱，正是制約我國制造業創新發展、質量提升的癥結所在。在工業領域，電力電子技術實現的主要功能正是精細化、智能控制及節能降耗。為解決我國面臨的制造能力、能源使用等方面的主要問題，隨著傳統產業的節能改造及新興產業的快速發展，高壓變頻器、變頻用變壓器等電力電子設備的需求將有較大提升。
II、高壓變頻器發展帶動變頻用變壓器市場發展：隨著高壓變頻器的快速發展，國內、外變頻用變壓器產品得到了大量應用。根據高壓變頻器的主回路拓撲結構，變頻用變壓器的發展可分為兩個階段：第一階段為與交-交型高壓變頻器配套的變頻用變壓器的發展；第二階段為與交-直-交型高壓變頻器配套的變頻用變壓器的發展。
1980年，日本東芝成功研制了世界上第一臺交-交型高壓變頻器，其良好的使用效果引起了國內外變頻器行業的廣泛關注，隨之誕生了交-交型高壓變頻器配套用變頻用變壓器。隨后，德國西門子及日本富士等公司也相繼推出了各自的交-交型高壓變頻器。但此類高壓變頻器配套用變頻用變壓器的網側繞組諧波電流大，需要無功補償和濾波裝置，且此類高壓變頻器輸出頻率和電壓等都受到一定的限制。上述不足導致其被交-直-交PWM型高壓變頻器所逐步代替，與后者配套的變頻用變壓器也逐步發展起來。
1994年美國推出了與羅賓康公司H橋串聯疊加單元串聯式多電平交-直-交電壓源型高壓變頻器配套的變頻用變壓器，開創了行業發展的新時代。隨后，相繼出現了與多脈波串聯疊加二極管電壓源型、多脈波串聯疊加晶閘管電流源型高壓變頻器配套的變頻用變壓器。高壓變頻器良好的性能及顯著的節能效果，帶動了變頻用變壓器在國外得到更廣泛的應用。
20世紀80年代末，為跟隨國際交-交型高壓變頻器的發展，我國也開始了與其配套的變頻用變壓器的研發，并取得了一定的成果。1997年，公司按照西門子、ABB等用戶的要求定制生產了少量變頻用變壓器，并開始進入變頻用變壓器行業。2000年，北京利德華福電氣技術有限公司（后被施耐德收購）等一批國內企業相繼推出了國產高壓變頻器，與之配套的變頻用變壓器也隨之發展起來。2004年，公司成功研制了高絕緣等級（H級）的變頻用變壓器（高-高電壓源型），打破了國外同類產品的壟斷，為國產高壓變頻器廠商的快速發展貢獻了力量。經過大量的試驗及持續改進，我國變頻用變壓器生產企業已可滿足高壓變頻器所需的變頻多重整流、單元串聯、多電平、移相式電壓源或電流源主電路拓撲結構，實現了高壓系列交流異步電動機低諧波調速，打破了我國變頻用變壓器主要依靠進口的局面。發展至今，國產變頻用變壓器制造商進一步縮小了與國外先進品牌的技術差距，持續優化產品設計與制造流程，在市場響應、技術服務方面建立起了自身特色與優勢，并在全流程自動化、數字化、信息化及智能化方面作出了有成效的提升。
目前，我國已是全球最主要的變頻器制造國之一，主要外資高壓變頻器制造商均在國內設廠，包括西門子、ABB、施耐德、艾默生、羅克韋爾、富士電機、日立、安川、春日、日立、歐陸等國際知名變頻器制造商。國內高壓變頻器廠商也不斷取得突破，生產技術及產品可靠性不斷提高，品牌亦在逐步建立。各品牌在我國生產的高壓變頻器產品不僅面向國內市場，也面向其全球市場及國外客戶。作為高壓變頻器的上游行業，隨著全球變頻器生產不斷向我國傾斜，我國變頻用變壓器行業、市場需求及容量也在不斷提升。據中金企信國際咨詢公布的《2021-2027年中國及全球高壓變頻器行業市場發展戰略分析及投資前景專項預測報告》統計數據顯示：高壓變頻器市場一直保持著較高的增長率。我國高壓變頻器市場目前市場規模約133億元，預計2025年可達212億元，未來五年將增長59.40%。受高壓變頻器行業帶動，變頻用變壓器行業亦具有較大的增長空間及快速發展潛力。
（6）行業市場前景：變頻電氣系統主要應用于電力、冶金、石化、建材、市政及機械配套等工業及基礎設施建設領域，以實現對各類高壓電動機驅動的風機、水泵、空氣壓縮機、提升機、皮帶機等負載的軟啟動、智能控制和調速節能，從而有效提高工業企業的能源利用效率、工藝控制及自動化水平。
I、節能需求分析：為滿足運行中的最高功率要求，風機、水泵、空氣壓縮機等傳統大功率設備通常在輸出功率方面存在較大的設計冗余。在未使用變頻調速的情況下，一般通過其他方式滿足負載變化的要求，但能量被大量浪費。在使用變頻調速的情況下，這些設備可根據實際的負載及工藝流程需要，對電機轉速進行智能控制，使電機的輸出能量得到高效利用。
（i）政策推動帶來的需求：我國工業能耗約占能源消耗總量的45%，占比水平較發達國家多一倍。同時，工業能耗主要為電能消耗，數據顯示電廠用電大部分是風機、水泵等設備消耗的。針對上述情況，國家制定了多項節能降耗政策，提出了“加強工業節能”、“到2020年，工業能源利用效率和清潔化水平顯著提高，規模以上工業企業單位增加值能耗比2015年降低18%以上，電力、鋼鐵、有色、建材、石油石化、化工等重點耗能行業能源利用效率達到或接近世界先進水平”、“加快鋼鐵、石化、建材、有色金屬等高耗能行業的節能技術改造”及“加快應用先進節能低碳技術裝備，提升能源利用效率”等要求。據中金企信國際咨詢公布的《2021-2027年中國工業自動化控制系統專項調研及投資戰略預測可行性咨詢報告》統計數據顯示：，“十三五”期間我國環保投入將增至約每年20,000億元，2020年末社會環保總投資有望超過170,000億元。
在外部政策及實際應用層面實現的可觀經濟效益推動下，高壓變頻設備在工業、市政及其他領域具有巨大的市場需求。
（ii）節能帶來效益提升：以風機為例，傳統風機始終工作在額定負荷下，通過閥門、風門的機械式調節調整風量；使用變頻調速的方式進行控制時，可通過調整風機轉速調整風量，并實現送風量的精細化控制，平均節能可達30%，12還可延長風機的使用壽命。變頻調速設備的投入可為企業帶來顯著的節能效果及經濟效益。
II、工控需求分析：工控指的是工業自動化控制，通過計算機技術、微電子技術及電氣手段，使工廠的生產及制造過程更加自動化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。上世紀80年代發展起來的變頻調速技術，順應了工業生產自動化發展的要求，改變了普通電機定速方式運行的陳舊模式，使得電機及其拖動負載在無任何改動的情況下即可按照生產工藝要求調整轉速輸出，達到系統高效、精準運行的目的。變頻調速技術及設備的出現與應用，開創了智能電機時代。
（i）智能制造是必然趨勢：目前，盡管世界各國在規劃路徑及邏輯方面不盡相同，但工業升級戰略的核心皆為智能制造，都將發展智能制造作為確立制造業競爭優勢的關鍵舉措。2012年，美國提出“工業互聯網”，計劃推動具有智能決策特征的工業物聯網建設；132013年，德國推出“工業4.0”，計劃推動生產工廠向高效率的智能工廠改造，強調生產智能化；142015年，日本推出“新機器人戰略”，15計劃充分利用信息技術、大數據、網絡及人工智能的新型機器人，在世界領先進行機器人革命；同年，我國推出“中國制造2025”，以智能制造為方向，重點發展十大領域，加快淘汰落后產能、化解過剩產能，強調制造業互聯網化。
（ii）智能制造帶來工控需求的提升：自上而下，智能制造整體框架可分為現場層、控制層、操作層、管理層、企業層及決策層。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），執行層的主要組成為各類生產機器人、智能設備及傳感器。控制層、執行層設備共同組成工業自動化控制系統，對工業生產過程實現檢測、控制、優化、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。
據中金企信國際咨詢公布的《2021-2027年中國變頻電氣系統市場競爭格局分析及投資戰略研究可行性報告》統計數據顯示：變頻電氣系統是智能制造框架中實現工業自動化控制的主要組成，其采用閉環控制，參數超調波動范圍小，可對偏差進行及時控制，電機運轉時加速、減速還可根據工藝要求自動調節，控制精度高。變頻電氣系統還具有十分靈敏的故障檢測、診斷及數字顯示功能，提高了生產設備運行的可靠性。
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，甚至改變原有的工藝規范，從而提高整套生產設備的控制水平，進而提高產成品率。以采礦業為例，早期礦車提升系統多采用傳統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、工作穩定性差及缺乏故障診斷等問題。加裝變頻電氣系統后，企業生產系統可按照設計的速度曲線自主進行速度控制，提升了控制系統的智能化程度及安全性、降低了系統的操作難度。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。
通過投入變頻電氣系統實現生產效率、產品質量的提升，既符合終端用戶的實際需要，可帶來直觀的經濟效益，亦符合國家在“中國制造2025”政策中關于生產制造環節提出的“運營成本降低”、“產品生產周期縮短”、“不良品率降低”三方面要求。2018年以來，我國傳統行業在快速更替，自動化比例逐步提升。同時，在國家政策的推動下，化工、冶金、環保等行業正在進行內生性調整，將為工控傳動提供較大的市場空間。