变频器产品属节能型电力电子设备,为国家重点支持发展的高新技术产品,长期以来一直获得国家产业政策的鼓励和支持。
变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流 ( 交流变直流 ) 、滤波、逆变 ( 直流变交流 ) 、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等构成。
变频器应用变频技术与微电子技术,通常用来驱动有不同工作频率的交流电机,或者用来提高启动速度,使电机平稳启动。为了调节电动机的运行频率来调节输出转速,变频器一般会进行多次电压转换,主要组成结构包括整流器、滤波器和逆变器。此外,变频器还能通过连接PLC进行更准确有效的控制,在工业自动化中发挥着重要作用。
根据工作电压,可分为中低压与高压变频器。按照输入电压等级进行分类,低于3KV的归为中低压变频器(低于690V的为低压变频器),高于3KV的归为高压变频器。两者的适用对象不同,但调速原理相同。因目前广泛应用的IGBT模块耐压不足,二者在拓扑结构上差别较大。低压变频器对于电力电子器件和变压器的容量要求相对较低,具有成熟的一致性的拓扑结构,而高压变频器拓扑结构较多,较为复杂。从功能来看,变频器主要起到变频调速、软启动、节能等作用。
变频器的应用领域涵盖国民经济的多个行业。由于变频器调速精度高、工艺先进、功能丰富、可靠性高、操作简便、通用性强等优点,它优于以往的任何调速方式,如变极调速,调压调速,滑差调速,串级调速,整流子电机调速,液力耦合调速等,因此在电力、公用工程、纺织与化纤、建材、石油、化工、食品饮料、烟草、煤炭、机械加工等行业中,变频器都在发挥着重要作用。
变频器产业链
变频器行业上游由各类原材料及零部件生产行业组成,其中主要的零部件有变压器、IGBT、冷却风机、电阻、电容等,中游由变频器生产企业组成,主要工作有变频器的设计、生产、调试、售后等,下游由各需求行业组成,主要有电力、冶金、煤炭、石油化工等行业。
在工业领域,变频器广泛应用于工业电机。近年来我国工业电机在政策端支持下,未来高效节能电机渗透率有望加速提升。2021年6月开始《GB18613-2020电动机能效限定及能效等级》正式实施,淘汰IE3以下能效电机,2021年11月工信部发布《电机能效提升计划》,要求到2023年高效节能电机年产量达到1.7亿千瓦,在役高效节能电机占比达20%以上(而当前渗透率不到10%)。2022年6月发布的《工业能效提升行动计划》提出2025年新增高效节能电机占比达到70%以上。