由于高壓變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域和高效節(jié)能的市場需求與鼓勵政策，高壓變頻器市場規(guī)模一直保持著較高的增長率，而因為是個強周期行業(yè)，與國家經(jīng)濟周期緊密相關(guān)，受社會融資增速放緩、戰(zhàn)焦灼不下、3C產(chǎn)品銷售市場低迷，持續(xù)下行等因素影響，低壓變頻器市場同比出現(xiàn)下滑。預(yù)計2020年到2025年，高壓變頻器的市場規(guī)模將突破200億元，中低壓變頻器則將達到400億元以上。

經(jīng)過20多年的發(fā)展，如今的中國變頻器廠家與市場結(jié)構(gòu)已經(jīng)趨于成熟。但隨著我國開始大力發(fā)展“雙碳”的大環(huán)境下，中國變頻器（以下簡稱-VFD）行業(yè)發(fā)展將面臨什么樣的機遇和挑戰(zhàn)？

在“十四五”規(guī)劃實施以來，新能源產(chǎn)業(yè)風(fēng)起云涌。但對于電機系統(tǒng)這一傳統(tǒng)能源消費主體來說，從能源消費角度響應(yīng)“雙碳”發(fā)展要求，可以進一步促成“二氧化碳峰值排放”和“碳中和”是更為直接的一種發(fā)展方式。

1、高壓變頻器在電力、冶金、水泥、石油石化等行業(yè)需求量較大

高壓變頻器的下游客戶主要集中在電力、冶金、煤炭、石油化工、水泥、造紙、市政、交通等領(lǐng)域，多為國有大型工礦企業(yè)。通過對國務(wù)院公布的2020年減排目標進行針對研究和目標分解，并且考慮到國有企業(yè)的政策執(zhí)行能力，這些高耗能的國有大中型企業(yè)將在未來的節(jié)能減排工作中扮演主要角色，相應(yīng)也會享受到更多的政策扶持。高壓變頻器作為節(jié)能減排的主力軍和急先鋒，未來高壓變頻器在電力、冶金、水泥、石油石化、化工、采礦、市政和其他領(lǐng)域有巨大的市場需求。

目前，由于“雙碳”發(fā)展目標的要求，各類高耗能企業(yè)不斷推進工藝優(yōu)化和節(jié)能降耗，這就要求更多的電機從傳統(tǒng)低效的運行和調(diào)速模式向變頻驅(qū)動模式轉(zhuǎn)變。由于受到國際形勢、新冠肺炎疫情等各種因素的影響，傳統(tǒng)大型國有企業(yè)也為國產(chǎn)品牌打開了大門，這對整個國產(chǎn)VFD市場來說是一個巨大的市場機遇。

此外，隨著“雙碳”發(fā)展目標的推進，國內(nèi)電機標準正在從IE3逐漸向IE4、IE5轉(zhuǎn)變，電機形式也在從異步向永磁同步、同步磁阻轉(zhuǎn)變。所有這些新型節(jié)能電機都離不開駕駛員的支持！無論是新的市場機遇還是新的電機形式，實際上都對驅(qū)動器的可靠性、控制策略和控制性能提出了更高的要求，這也是對整個VFD行業(yè)的巨大挑戰(zhàn)！

目前，國家正在大力發(fā)展第三代半導(dǎo)體技術(shù)。氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)等半導(dǎo)體器件會對VFD產(chǎn)品和技術(shù)產(chǎn)生哪些影響？

第三代半導(dǎo)體技術(shù)也是一個值得關(guān)注的發(fā)展趨勢。目前，我們可以看到氮化鎵更多地用于低壓領(lǐng)域。比如我們每天都能看到移動設(shè)備的大功率快充，這是氮化鎵的典型應(yīng)用場景，一般不適合大功率、高電壓的工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用。

SiC可以作為IGBT的下一代替代品，可以實現(xiàn)高速低損耗行駛。對于一些要求頻率高、體積小、重量輕的場合，一般可以采用SiC方案，但對于這種方案來說，主要的問題在于SiC的成本，目前相對較高。

是否采用SiC，應(yīng)該更多的從控制系統(tǒng)的角度來考慮。雖然SiC可以有效降低產(chǎn)品體積和整體產(chǎn)品損耗，但開關(guān)頻率提高帶來的EMI問題和電機DUDT問題需要特別計劃。

變頻器設(shè)計在當前市場中受到對安全、能源管理和設(shè)計靈活性的關(guān)注的嚴重影響。未來會怎樣？

2、六家制造商——SEW、ABB、西門子、 博世力士樂、日立和施耐德電氣——對 VFD 的未來做出了預(yù)測。

1. 可現(xiàn)場安裝的模塊化解決方案：隨著變頻器開始小化電子設(shè)備的尺寸并提高電機的效率， VDF 是可現(xiàn)場安裝的、緊湊的、模塊化和可配置的驅(qū)動器、I/O 和控制解決方案的一部分。變頻器將安裝在可現(xiàn)場安裝的模塊化外殼中，并為控制、驅(qū)動逆變器、電機和齒輪箱提供可配置的選項。模塊化概念還將提供與公共總線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接、集成安全和能源管理選項，例如可再生能源的捕獲和使用。

2. 更智能的 VFD 軟件：“將繼續(xù)專注于提供位于 VFD 本身上的應(yīng)用軟件，”ABB 變頻器工程師說。“這將使終用戶能夠在化工、石油和天然氣、水和 HVAC 等各個行業(yè)的獨特且具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用中實現(xiàn)更高效的過程控制并實現(xiàn)大程度的節(jié)能。”

對于 OEM 而言，陡峭的學(xué)習(xí)曲線是一個缺點。必須為每個 VFD 學(xué)習(xí)新的接口和編程，即使他們使用相同的供應(yīng)商，也會增加他們的上市時間，在整個平臺上提供具有一致用戶界面的 VFD 的供應(yīng)商將非常重要。在 VFD 中內(nèi)置更多的應(yīng)用專業(yè)知識也很重要。所有這些都將有助于減少開發(fā)時間和成本，并使他們能夠快速進入下一個項目。

3. 新應(yīng)用和行業(yè)：VFD 不再是電機轉(zhuǎn)軸器，它們正被應(yīng)用于許多新應(yīng)用。具有電網(wǎng)接口的應(yīng)用程序，例如變頻器和泵存儲，使用 VFD。碳捕獲、制氫和運輸?shù)刃屡d行業(yè)依賴于 VFD。電力需求正在增長到超過 50,000 馬力。

4. 更多特定應(yīng)用程序設(shè)計：變頻驅(qū)動設(shè)計和客戶應(yīng)用程序的未來是軟件集成和特定應(yīng)用程序編程。數(shù)據(jù)訪問必須易于訪問，以實現(xiàn)無縫共享和連接。

5.即插即用編程：客戶希望驅(qū)動器可以做更多的事情，例如基于邏輯的操作，通過二維碼編程即插即用，以及恒轉(zhuǎn)矩、永磁、交流電（PMAC） ) 節(jié)能效果顯著的應(yīng)用。

6. ML 和 AI 實現(xiàn)更好的控制：從長遠來看，機器學(xué)習(xí) (ML) 和人工智能 (AI) 將發(fā)揮更大的作用，大部分 VFD 調(diào)試過程都是重復(fù)的，調(diào)試的困難在于缺乏產(chǎn)品知識或?qū)?yīng)用的理解。一旦構(gòu)建了應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫，在 VFD 中使用機器學(xué)習(xí)就可以減少這種情況。人工智能還將支持系統(tǒng)優(yōu)化，因為它將允許在受控工業(yè)環(huán)境下進行智能反應(yīng)，從而使過程受益。

隨著工業(yè)4.0的不斷推進和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，智能化已經(jīng)成為整個工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的主旋律。對于VFD行業(yè)來說，正在從傳統(tǒng)的標準VFD逐漸過渡到行業(yè)整體解決方案。作為整體解決方案，以VFD為主體的一體機已經(jīng)成為很多行業(yè)的主流，承擔(dān)了整體設(shè)備智能核心的關(guān)鍵角色。

近年來，我國年工業(yè)生產(chǎn)總值不斷提高，但能耗比卻居高不下，高能耗比已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，為此國家投入大量資金支持節(jié)能降耗項目，其中高壓變頻調(diào)速技術(shù)已越來越廣泛的應(yīng)用在各行各業(yè)，它不僅可以改善工藝，延長設(shè)備使用壽命，提高工作效率等，重要的是它可以“節(jié)能降耗”，這一點已被廣大用戶所認可，且深受關(guān)注。前瞻預(yù)計，未來幾年，具有高效節(jié)能功能的高壓變頻器市場將受政策驅(qū)動持續(xù)增長，到2025年，高壓變頻器的市場規(guī)模將突破200億元。

而隨著國內(nèi)市場需求的擴大，低壓變頻器市場將會進一步擴大市場容量，預(yù)測2020-2025年，低壓變頻器市場規(guī)模逐年小幅增長，預(yù)計到2025年，我國低壓變頻器市場規(guī)模將達到400億元以上。