中低压变频器行业宏观环境及行业现状

    一个企业的运营总离不开其宏观环境的影响与制约。进入新世纪，尤其是我国加入世贸组织以来，各个行业都受到不同程度的影响和冲击，特别是高科技企业。如何从这些宏观环境的变化中看到趋势，正确、及时地响应这些变化，顺应这些趋势，在某种程度上关系到一个高科技企业的兴衰成败。

    第一节政策环境

    根据国家科技部和外经贸部确定的中国高新技术产品统计目录，高新技术产品包括计算机与通讯技术，生命科学技术、电子技术、计算机集成制造技术、航空航天技术、光电技术、生物技术、材料技术等产品。变频器属于国家的重点高新技术产品，并且包括在国家“863”计划7大领域之中。

    国家“十一五”规划明确指出，国家鼓励高科技产业的健康发展，强调大力提高原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力，努力掌握核心技术和关键技术，增强科技成果转化能力，提升产业整体技术水平。这些要求也是国内变频器行业发展的大趋势。只有技术力量雄厚，创新能力强的企业才能顺应行业发展的大趋势，在市场竞争中占居有利地位。

    电能是最重要、最昂贵的能源形式之一，节约用电、提高能源效率是国家节能工作的重点内容。多年来，国家经贸委一直会同国家有关部门致力于变频调速技术的开发及推广应用，在技术开发、技术改造方面给予了重点扶持，组织了变频调速技术的评测推荐工作，并把推广应用变频调速技术作为风机、水泵节能技改专项的重点投资方向，同时鼓励有关单位抓开发、抓示范工程、抓推广应用。

    1998年1月1日实施的《中华人民共和国节约能源法》第39条，已将变频调速列入通用节能技术加以推广。在国家经贸委《“九五”资源节能综合利用工作纲要》中，变频调速已被列入重点组织实施的10项资源节约综合利用技术改造示范工程之一。

    国家发改委启动的十大重点节能工程之一就是电机系统节能，并要求：推广变频调速节能技术，风机、水泵、压缩机等通用机械系统采用变频调速节能措施，工业机械采用交流电动机变频工艺调速技术；制定相关经济激励政策和技术政策、完善电机能效标准体系等配套措施；“十一五”期间，实现电机系统运行效率提高2个百分点，形成年节电能力200亿千瓦时。

    为推动全社会展开节能降耗，缓解能源瓶颈的制约，建设节能型社会，国家发改委制定了《节能中长期专项规划》，并在2004年11月25日向全社会发布。该“规划”明确指出：能源是战略资源，是全面建设小康社会的重要物质基础的能源约束问题，必须坚持节约优先。

    温家宝总理在2007年的工作报告中明确的提出：要更加重视环保节能。2007年以来，中国政府推出了一系列“铁腕”措施推动节约能源和减少污染物排放：成立国务院节能减排工作领导小组，召开全国节能减排工作电视电话会议，出台《节能减排综合性工作方案》。另外，2007年6月24日开幕的十届全国人大常委会第二十八次会议首次审议了节约能源法修订草案。这意味着，中国将借助法律手段推动“十一五”节能减排目标如期实现。据中华人民共和国第七十七号主席令，《中华人民共和国节约能源法》已由中华人民共和国第十届全国人民代表大会常务委员会第三十次会议于2007年10月28日修订通过，自2008年4月1日起施行。

    修订后的节能法扩大了法律调整范围，在进一步规范工业节能基础上，增设建筑、交通运输和公共机构等领域的节能管理规定，并强化了对重点用能单位节能的监管。新节能法在强化政府指导和监管职能的同时，专门新增“激励政策”一章，明确国家实行财政、税收、价格、信贷和政府采购等政策促进企业节能和产业升级；进一步明确了一系列强制性措施限制发展高耗能、高污染行业，包括制定强制性能效标志和实行淘汰制度等。

    节约能源已经成为我国的一项基本国策，而国家“十一五”规划中也对“节能减排”设立了目标：到2010年，单位GDP能耗降低20%；主要污染物排放减少10%。国家发展和改革委员会能源研究所副所长戴彦德在接受新华社记者采访时表示，尽管实现“十一五”节能减排目标存在困难和挑战，但国家正从行政、法律和经济调节等各方面多管齐下，坚定地推进实现节能减排目标。政府实行责任制和问责制，要运用经济、法律、技术和必要的行政手段，来实现节能减排的目标，例如，我国已经修订了执行9年之久的节能法。节能减排指标已层层分解至各地方、行业和重点企业，而该指标的完成情况已成为政府和领导班子政绩考核的重要内容。

    政府及相关机构在科学技术方面鼓励企业自主创新，同时给予财政支持（如下图所示）。据国家统计局统计，自上世纪末以来，我国用于研发的经费支出占GDP的比重正逐年稳步提高。2006年研究与试验发展（R&D）经费支出2943亿元，比上年增长20.1%，占国内生产总值的1.41%，其中基础研究经费148亿元。

数据来源：中华人民共和国科技部

    2008年财政部安排了270亿元专项资金，包括：

    十大重点节能工程奖励资金75亿元；

    中西部地区城市管网建设奖励资金70亿元；

    淘汰落后产能奖励资金40亿元；

    三河三湖”及松花江流域治理奖励资金50亿元；

    环境监测能力建设及节能基础工作等35亿元。

    此外，加上中央建设投资中安排的148亿元，2008年中央财政共计安排418亿元用于支持推进节能减排工作。

    第二节经济环境

    从1991年至2006年，我国宏观经济景气指数变化情况如下图所示。新世纪以来，我国宏观经济越来越趋于稳定，一致指数越来越驱近于先行指数（一致指数是反映当前经济的基本走势，由工业生产、就业、社会需求、社会收入4个方面合成；先行指数是对经济未来的走势的预测）。

图2：1992－2008年我国宏观经济景气指数

                 数据来源：国家统计局

    变频器应用于许多工业领域，工业景气程度和发展形势对整个变频器行业有着直接影响。2006年，我国工业增加值及其增长速度情况如下表所示。另据国家统计局的初步核算，2007年1至6月份，国内生产总值106,768亿元，同比增长11.5%，其中，第二产业（包括工业）总产值为55,454亿元，同比增长13.6%。

表1：2007年1－11月规模以上工业增加值及其增长速度

    由以上统计信息可见，十几年来我国宏观经济特别是工业一直保持着持续增长的势头，而今年增长势头愈发稳定，这是变频器行业稳定健康发展的基础。

    第三节我国变频器技术的现状与发展

    变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪50年代末，美国通用电气公司推出了电力半导体组件晶闸管（可控硅SCR），给变频技术提供了划时代意义的基础硬件。进入70年代，由于直流电机的调速局限性，交流电机越来越受到人们的青睐。随着市场需求的增长，技术也日益发展和完善。1971年，美国、德国提出了矢量控制技术，使得变频器的交流调速性能可以和直流调速相媲美。1973年，美国提出了电力电子技术这一新的技术学科，其最大应用领域就是调速传动。1979年，日本采用矢量控制的变频调速系统开始实用化，技术又上了一个新台阶。到了20世纪80年代，由于电力半导体开关器件和微电子技术的进步，变频器性能及可靠性提高，生产成本下降，其应用开始普及。

    几十年间，电力电子器件也从最初的SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)，经过BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)，发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)，器件的更新促使变频器的应用领域更为广泛，市场规模随之迅速扩大。

    1．我国变频技术的发展历程和现状

    从总体上看，我国变频调速技术起步较晚，比欧美、日本等发到国家晚了10至15年。

    在中低压变频器方面，国内大部分产品都是普通的V/F控制，大部分应用还局限于对性能要求不高的低端场合。推出成熟的矢量产品的国内品牌仍是极少数，到目前为止只有英威腾、森兰等有限的几家。

    2．工作重点

    因此，发展我国在变频调速技术方面的工作重点应该考虑如下三个方面：

    规范我国变频调速技术方面的行业标准，提高产品可靠性和生产工艺水平，实现规模化、标准化生产。

    鼓励国内部分规模大、技术实力较强的行业优势企业进一步加大研发投入、提高研发能力，缩小与世界先进水平的差距，满足国民经济建设和市场的需求。

    鼓励应用变频调速技术实现对传统产业的改造，节约能源及提高产品质量，获得较好的经济效益和社会效益。

    3．变频技术的发展方向

    随着电力电子技术、微电子技术、计算机网络等高新技术的发展，变频调速

    技术也在不断地发展。关于其发展方向，不同的研究机构有不同的见解，但整体方向基本一致，只是各有不同的侧重点。通过本次调研，慧聪行业研究院第三研究所认为，变频技术的发展方向有以下几个方面。

    系统化和网络化

    在网络化日益普及的今天，与普通的点对点硬线连接方式而言，通过高速通讯网络连接的变频器系统可以最大程度上降低系统维护时间、提高生产效率、减少运行成本。另外，通过现场总线模块，不同型号的变频器以同一种编程语言和通讯协议来与不同功率段、不同型号的变频器进行组态，如功率、速度、转矩、电流、设定值等。

    矩阵变频器

    由于矩阵式交-交变频省去了中间直流环节,能实现功率因数为l,可以同时实现能量反馈功能，而且系统功率密度大，可以降低变频器的体积。该技术目前虽尚未成熟，但正在吸引着众多公司的研发投入。

    绿色变频器

    变频器运行中会产生高次谐波，处理不当可能给电网带来污染，或干扰周围

    环境中的敏感设备，目前通常应用滤波器件来减弱其影响。除了采用滤波器件的方式之外，业界也在研究采用更好的控制方式从源头上解决，比如在逆变电路中采用柔性PWM控制技术，可以大幅降低高次谐波的产生量，被称为“绿色变频器”。目前相关技术还处在理论探索阶段，未见成熟的产品推出。