变频调速技术发展概述及行业分析
变频器技术即电动机调速系统技术出现于２０世
纪７０年代初。一方面是因为当时发生了以石油为代
恒速驱动、截流阀门调节流量，能源浪费巨大。而风机、泵类所用电动机多为异步电动机，其单机容量多在２００～２５００ｋＷ范围。从技术角度分析，其中
至少６０％的设备需要调节流量中压高性能变频调速装置系列产品采用困际最先进的大功率半导体器件、数字控制技术和系统控制技术，涉及冶金、矿山、
表的国际性能源危机，能源价格第一次大幅度增长，对高效节能技术和设备系统有了迫切的需求；另一方面是电力电子技术出现了突破，从整流器阶段发展到了逆变器阶段，为实现功率调节、串级调速等系统节能提供了技术的可能性。８０年代后，变频器
技术作为一种节能技术开始在主要工业化国家中得
电力、能源、交通、国防、石油、煤炭、化工、轻工等广阔的中压大功率电机变频调速领域，通过调节系统中的大容量风机、水泵的速度及流量达到节
能目的，节电可达２０～６０％。
到广泛应用。到２０世纪９０年代以后，变频器技术
大规模进入发展中国家。
电机系统节能的相关领域产业是电力电子及电
变频器节能技术发展
２００７年３月国务院总理温家宝在政府工作报告
中提出，要大力抓好节能降耗、保护环境。并提出
力传动，特别是交流电机变频调速产业近几年发展
迅猛。
麓
表１年份
中国大陆地区变频器市场数据统计表单位：亿元’
１９９５１９．２
２０００３８．４
２００５７６．８
２００６８５
２００７９３
２００８１０２
八个方面的工作重点。其中提到：“十一五”期间，
关停５０００万千瓦小火电机组；五年淘汰落后炼铁产能１亿吨、落后炼钢产能５５００万吨，今年力争分别淘汰３０００万吨和３５００万吨。加大淘汰水泥、电解铝、铁合金、焦炭、电视等产业落后产能的力度。
销售额（人民币）
变频器随着电力电子器件、现代控制理论及计算机技术的进步而迅速发展。当前，变频器主要技术发展方向包括高水平的控制、开发清洁电能、缩小装置的尺寸、高速度的数字控制及模拟与计算机辅助设计（ＣＡＤ）技术等多个方面。国际上交流电机变频调速是电机传动系统的主流并形成电力电子、电机及其控制系统的集成。
当前，中小功率电机调速普遍采用ＩＧＢＴ电压
型脉宽调制（ＰＷＭ）变频器。而在大功率高压变频
有专家指出：中国生产１美元国内生产总值的能源
消耗分别为瑞士、意大利、日本、法国、德国、英
国、美国、加拿大的１４．４倍、１１．３倍、１０．６倍、８．８倍、８．３倍、７．２倍、４．６倍和４．２倍。这表明中国在节能降耗上有巨大的潜力，这也意味着被公认为最有效节能产品的变频器的应用市场有很大空间，尤
其在上述提到的行业中，变频器更是大有作为。
我国现有的各种泵类、风机负载约４７００万台，
领域，由于供电与电机的多样性，交交变频、Ｈ桥级联变频器、ＩＧＢＴ和ＩＧＣＴ三点平变频器等有其应
用场合。
装机总容量１．３亿千瓦，年耗电量约占全国发电量
的４０～５０％，工业用电量的５５％。其中绝大多数为
万方数据
电器工业ＣＨＩＮＡ
ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ
ＥＱＵＩＰＭＥＮＴＩＮＤＵＳＴＲ羽
低压变频器
根据ＧＢ／Ｔ１２６６８．２—２００２调速电气传动系统第２部分一般要求：低压交流调速电气传动系统额定值
的规定，可得到低压变频器技术条件为：电压（线
电压）范围为交流ｌｋＶ以下、输入侧频率为５０Ｈｚ
或６０Ｈｚ，负载侧频率达６００Ｈｚ。
目前，低压变频器向高性能，高级程度和专用化方向发展成为趋势。高性能主要指高可靠性，高
效率，高调速精度及宽调速范围，高集成度主要表
现为功率单元与驱动控制部分的集成，变频器与电机的集成等。专用化主要指满足一些特殊要求的应
用场所，如电梯、船舶，纺织等领域。需解决高温，
四象限运行、振动高功率密度等集成。
高压变频器
根据ＧＢ／Ｔ１２６６８．４—２００６调速电气传动系统第４
部分一般要求交流电压１０００Ｖ以上但不超过３５ｋＶ的交流调速电气传动系统额定值的规定，可得到高压变频器技术条件为：电压（线电压）范围为交流
ｌｋＶ～３５ｋＶ、输入侧频率为５０Ｈｚ或６０Ｈｚ、负载侧频
率至６００Ｈｚ。
高压变频调速装置是工业企业和日常生活中普遍需要的新技术、是高科技领域的综合性技术、是节约能源的高新技术。高压变频调速装置的重要性
日益得到了国家的重视。
目前国际上采用全控型器件构成的大功率高压变频调速装置主要有两大类型，多级Ｈ桥串联叠加型和三电平型。主要应用于轧机主传动、风洞主传动、电动机测试台等，其中以轧机主传动应用最多。
市场经济是依靠法规形式来规范、协调市场行为的，标准也将作为法律、法规的技术支撑参与规范和调控市场。标准问题已经超越国内的技术经济范畴，成为产品国际化的先决条件。只有积极参与国际标准化活动，充分研究国外产品的标准，分析存在的差别，全面和及时地了解国际标准和国外先进标准的发展水平，加快标准的宣贯、实施工作，提高企业的标准化意识，才能提高产品质量，推进本行业的发展和进步。
变频器行业分析
万
方数据１．生产发展情况
中国电器工业协会变频器分会对业内１４个较大规模企业（包括利得华福、ＡＢＢ等）的０８年统计调
查结果显示，由于受金融危机的影响，工业总产值
（当年价）和工业销售产值两项指标相比２００７年增势有所回落，但有国家加大节能减排政策等利好因
素的影响，我国的变频器行业仍然呈现高速增长的态势。
２．经济运行特点分析
（１）产销同步稳定快速增长，规模总量超去年全年，衔接良好。受国家加大节能减排政策等利好因素的影响，被统计的１４家变频器企业的工业总产值、工业销售产值和主营业务收入较２００７年呈现增长速度较高且相对乎稳的趋势。
（２）新产品增长迅速，技术创新成效显著，产
品结构调整取得突破性进展，坚定落实品牌战略。变频器行业近年来一直坚持走以科技创新促进行业发展的路子，实现了新产品产值的持续高速增长。
（３）行业利润情况，经济效益稳步提高。虽然
受到金融危机的影响以及原材料价格的持续上涨，
使企业不堪重负，但是一些企业针对这种情况挖掘自身潜力，通过提高技术、改进工艺、加强管理、节约降耗等措施进行自我消化，并通过必要的渠道与客户进行沟通，尽可能取得用户的理解，合理的
调整原材料涨价后产品的销售价格，应对金融危机。
（４）市场竞争激烈。以高压变频器为例，经历
了将近１０年的发展，目前国内高压变频器行业的市
场竞争有以下几个特征：１）技术已经渡过“百家争鸣百花齐放的”阶段，技术主流趋势明显。２）市场份额上出现了集中化的趋势。３）拥有成功的历史业绩是竞争的重要砝码，客观上导致了强者恒强。在高压变频器行业，拥有成功的销售业绩至关重要。
４）变频器价格已经达到客户可接受程度，竞争的重心将从价格转移到产品品质和服务、生产管理和成
本控制。
３．当前变频器行业运行特征（１）大功率产品成为市场发展热点
随着国内厂商技术提高，变频器产品的功率从
２００ｋＷ慢慢提升到了最高超过８０００ｋＷ。大功率高
（下转５５页）
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技术及应用
诺文（新会）合金材料有限公司林风
变频器的基本概念：
变频器是一种能够简单、自由地改变交流电机
变频调速器，由整流器、滤波系统和逆变器三部分组
成。在其工作时首先将三相交流电经桥式整流为直流电，脉动的直流电压经平滑滤波后在微处理器的调控下，用逆变器将直流电再逆变为电压和频率可调的
三相交流电源，输出到需要调速的电动机上。
Ｄｃ环节
＋・
转速的一种控制装置。简单地说变频器是通过改变
电机输入电压的频率来改变电机转速的。
目前几乎所有的低压变频器均采用以下主电路
结构。
部分１称为整流器，作用是把交流电变为直流电；
３ｍ电源
２Ｉ
整流器
２￡
２【
逆变器
Ｌ
Ｊ
Ｃ＝
曰－＜２
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ｉ√
一Ｊ
】
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Ｉ＞
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ｆ
１
、
、
部分２为无功缓冲直流环
节，在此部分可以采电容作为缓冲，也可用电感；
２Ｉ
２【
２【
Ｃ＝
＝０、２Ｊ
Ｉ
／／
ｆ
部分３是逆变器部分，作
部分１
部分２
ｎ＝６０ｆ／ｐ
。＜：。＜：
部分３
ｋ
用是把直流电变为频率可调整的三相交流电。
ｎ：同步速度
变频器的基本运行原理
在变频调速中使用最多的变频调速器是电压型
（上接５４页）
ｆ．电源频率ｐ：电机极对数
压变频器由于技术含量高，售价相对较高，具有更高的利润空间，而占领大功率产品市场，也是企业综合竞争力的体现。大功率产品正成为市场的一个
发展热点。
（４）国产对进口的替代特征明显。
由于２０００年以后，国内企业在高压变频调速技术和生产工艺方面有了质的突破，技术成熟度提高，生产和制造工艺流程得到改善，产品运行稳定性和
可靠性大幅提升，生产成本大幅下降，并且国内企业相比国外企业更了解中国的电力运行环境和客户
（２）行业集中度较高，少数企业占领大部分市场份额的格局已经形成。技术、市场、服务等方面的壁垒造成了少数几个市场领先者拥有大部分市场
份额的格局，行业集中度较高。
的实际需求且能提供更及时可靠的服务，使得国产品牌产品对进口和国外品牌产品的优势十分明显，国产品牌的市场分额在短短十几年内实现了从无到有、从少到多的转变。霉
（３）供应商日益注重提供整体节能方案的服务
水平。
万方数据
变频调速技术发展概述及行业分析
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
刘娟， 董天舒
刘娟(天津电气传动设计研究所)， 董天舒(中国电器工业协会变频器分会)电器工业
CHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRY2009(9)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_dqgy200909014.aspx