作为安装在电机前端的变频器,实现调速节能,是组成工业控制系统关键设备。作为工业常用设备的风机、水泵类等负载通过高压变频器的后端拖动,实际节能效果达30~60%。未来,变频行业作为参与工业自动化改革发展中关键的一环,将可以从中型到大型规模自动化改造等多个项目中受益。而低压变频器则通过与控制层和执行层的设备一起构成了自动控制系统,未来的发展有利于制造业设备的升级。
高压变频器的主要两种类型是通用型和高性能型,其中通用型在如今的领域内企业中占有据了市场份额80%以上,导致在2010年的时候因为竞争激烈等因素,造成了价格的大幅跳水;而作为以外资为主市场的高性能型,对比通用型产品的毛利高约50%,未来内资企业将以高性能高压变频器为主攻方向。
作为工业下游环境以制造业工控装备为主的低压变频器,在受到金融危机的2009年影响影响下,其增速低于5%,而在2010年则增长了30%,未来预计可维持15%的平稳增速。
在高端低压变频器市场中作为占据80%以上份额外资相比,国内变频器厂家开始提供单变频器产品,提供全面的解决阶段过渡,预计未来市场份额和盈利能力都将提高。
变频器发展从调速到节能
变频技术是首先用于电机的无级调速的,通过控制半导体器件的开关来改变输出频率,以实现对后端拖动交流电机的软启动、变频调速及提高运转精度,并实现过流、过压、过载保护。
与传统的机械调速方式相比,变频调速的范围宽,可达到100~5%;可以精准调控,能够达到±0.5%;因为可无极调速,能够完成电动机的软起动和生产系统整体的全自动控制,降低对电网的冲击
从电压分类来看,针对电机在3kv~10kv高压环境下运行的逆变器称为高压变频器,而输入电压不大于690v。
目前,我国高压变频器广泛应用于电力、冶金、水泥等领域,占总量的50%以上;低压变频器应用广泛,涉及工业生产、石油和煤炭、市政交通等行业。矢量控制用于低压变频和高性能高压变频,与v/f控制相比,矢量控制在速度控制范围和控制精度上都有所提高。
我国工业生产自动化水平与发达国家仍有一定差距,十二五规划提出改造提升制造业,其中发展先进装备、促进制造业由大变强成为指导未来发展的方向。变频技术因为具有优异的性能,能够广泛应用在工业调速和精密控制领域。特别是在制造业中广泛应用的低压变频技术,与未来的自动化改造和设备升级密切相关。
变频技术助力节能环节
为了满足运行中极限高功率的要求,国内的风机、泵和空气压缩机等主要电机设备在输出功率上往往有很大的设计冗余。如果使用机械速度调节,大量的能量浪费在阀门和阻尼器上。变频技术通过电力电子控制完成调速,拖动后端电机扩大其变速范围,频率高时效果更明显。风扇和水泵负载适合安装变频器以节约能源。与低压变频相比,高压技术被广泛应用于子行业。相关专家比较了几种主要节能产品在电气设备中的效果,变频器的效率高达30%60%,而且在使用时原设备变化不大。
我国变频器行业发展的两大驱动力是:工业自动化改革和节能环保促进,而变频技术正处于从速度调节向节能转变的过程中。十二五规划提出了制造设备升级和工业节能环保,确立了的产业发展仍将走节能节能的道路。
高压变频节能环保拉动 增速保持30%,高压变频器主要用于大型工业设备的电机前端。经过长期的研发和市场开发,国产品牌已经占据了通用品牌的80%以上。考虑到只有改造电机才能大大提高节能效率,预计“十二五”期间行业将继续保持30%左右的增长速度。每年有1.02亿千瓦的高压电动机处于电力浪费状态,具有巨大的节能潜力
据统计,截至2006年底,全国电机的安装容量约为5.8亿千瓦,高压电机的负荷约为高压电机负荷的一半,高压电机负荷的近70%是风机、泵和压缩机。根据对现有高压变频器用户实际使用情况的统计,各行业不同用户使用高压变频器的节能效果较为理想。虽然不同用户的实际设备运行环境不同,但是,实际的节能效果大部分是30~60%,特别是后端的拖动负荷的频率在发生了很大变化的情况下。
目前,变频器主要用于电力、冶金、水泥、石化和建材行业,这些领域的大型设备改造将继续是未来的主要重点。考虑到2010年变频器,尤其是通用产品的价格大幅下降,保守估计为720元/千瓦,如果不考虑未来新型高压电机的变频调速需求,子行业潜在市场约为731亿元。
考虑到2011年是十二五规划的第一年,国家对工业节能环保技术改造的支持将从规划层面落实到具体政策上。2011年,高压变频器行业的增长率将呈上升趋势,大中型项目的改造和新项目的建设将成为一段时间内行业发展的主要驱动力。
在过去十年里,国产品牌逐渐取代了外资。中国的高压变频技术从2000年开始逐步发展。到2008年,国内高压变频市场基本被国内企业占据,市场份额接近80%。更低的价格、稳定的产品质量和更贴近用户的售后服务已经成为国内企业面对跨国公司的核心竞争优势。未来五年 高端市场将上演进口替代
2010年高压变频器行业呈现两分的局面:通用变频器产能释放充分,产品价格下降明显,市场参与者普遍面临盈利能力下滑的现状;高性能领域继续蓝海态势,外资企业占比大,以荣信、合康为首的内资品牌的市场份额在逐步提升,更多的通用型厂家开始涉足高性能产品。有关专家对未来高压变频市场竞争态势的判断是:
随着2011年下游改造需求增多,通用变频器市场竞争有望缓和,企业毛利恢复是大概率事件,但较难回到2009年水平;市场参与者持续增加,未来产品将更强调定制化和系统解决方案,龙头企业研发能力强、资金实力雄厚,将进一步提升市场份额;高性能变频器技术门槛高,行业有望复制通用变频器进口替代的过程。由于目前内资进入的少,产品毛利将在未来一段时间内保持稳定。
与通用变频器相比,高性能产品运用了矢量控制及能量回馈技术,具备恒转矩、动态响应快、调速精度高、调速范围宽、快速制动等特点,产品单价高达千万元,毛利也明显高于通用产品。
高压变频行业大中型项目拉动发展
高压变频产业主要依赖于大中型项目的建设和转型、下游需求和宏观经济周期的低相关程度,主要受到国家和行业政策的影响。处于高能耗的电力冶金行业是十二五行业节能的重点发展对象,如今的高压变频技术成熟稳定,节能效果明显,设备安装简单,通常在两年后可回收安装成本,推广的价值很高。
工业节能改造将贯穿十二五,行业看好。考虑2010年受竞争加剧的影响,设备生产企业盈利能力下滑明显,预计2011年下游需求在政策引导下持续增加整体利好,尤其是对市场份额内资企业有望进一步提高。
长期来看,通用变频器市场将被完全竞争化,而高性能领域仍处于进口替代初期,企业若能参与市场竞争将享受超额收益。目前,高性能变频器行业的门槛主要是技术和稳定运行经验,未来下游需求对企业的营销能力和客户关系提出更高的要求。
正在从通用市场逐步向高性能领域开拓的企业,其产品结构的转型,将为其带来盈利能力和利润总额的提升,并寻找到新的增长点。
低压变频依托装备升级继续进口替代
十二五规划提出制造业转型升级,包括发展先进装备制造业,提升自动化水平将成为重点。
由于受下游工况的影响,低压变频技术强调调节精度和调节范围,在工业自动化行业,它与前端开发plc操纵和后端开发交流伺服电机密切相关。
低压变频器、可编程控制器、伺服电机等。构成一个工业自动化控制系统,而下游涉及制造业的许多子行业。与主要受国家政策影响的高压变频器不同,低压变频器的下游需求关系到整体产业发展水平。未来,设备升级将是一个渐进的长期过程,行业有望在一段时间内保持15%左右的稳定增长。
从行业领域来看,电梯、注塑机和轨道交通等低压变频设备的发展速度预计将快于行业平均水平,成为发展的焦点。
从产品到解决方案 从进口到逐步国产 ,低压变频行业的高端市场仍以外资产品为主,占市场的80%以上。目前,参与竞争的内资企业数量少,份额低,缺少控制层和执行层的核心产品。未来发展趋势将转向提供全面解决方案的高利润模式,进口替代将成为行业领先一段时间在内保持高增长率的主要原因。
下游装备升级拉动,行业整体稳定增长。自动化改造和制造业升级是行业发展主动力,未来将呈现逐步推广的局面,低压变频器整体增速预计将维持在15%左右。但行业增速放缓并不影响内资企业加速进口替代,