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2024年電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制行業(yè)市場情況及發(fā)展趨勢
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 三晶電氣    2024-01-10

（1）電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制行業(yè)簡介

電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制產(chǎn)品屬于工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)。工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)包含的產(chǎn)品種類眾多，分別有驅(qū)動(dòng)類、控制類、反饋類、執(zhí)行類等多種類別和細(xì)分市場。

變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測單元微處理單元等構(gòu)成。變頻器靠內(nèi)部 IGBT 的開關(guān)來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對交流異步電機(jī)的軟啟動(dòng)、節(jié)能降耗、變頻調(diào)速的目的。

由于變頻器能夠根據(jù)實(shí)際需要對電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，因此可以降低電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的綜合電耗，并起到改進(jìn)設(shè)備控制水平的效果。另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等。

變頻器按不同的標(biāo)準(zhǔn)有若干種分類。按輸入電壓等級不同可分為低壓變頻器（低于 380V）、中壓變頻器（低于 2.3kV）和高壓變頻器（高于 3kV）；按照主電路工作方式不同，可分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關(guān)方式不同，可分為 PAM（脈沖幅值調(diào)制）、PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制變頻器；按照控制方式不同，主要分為 V/F 控制變頻器和矢量控制變頻器等；按照用途不同，主要分為通用變頻器、專用變頻器等。

在變頻器誕生之前，由于無法自由地調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，為了達(dá)到某種運(yùn)動(dòng)目的，傳統(tǒng)的機(jī)械不得不增加很多配件，這不僅增加了整體系統(tǒng)的復(fù)雜性與成本，還限制了設(shè)備的性能和發(fā)展空間，因此推出簡單而高效的電機(jī)調(diào)速技術(shù)就成為了一項(xiàng)迫切的需求，變頻器正是基于這個(gè)需求而產(chǎn)生的。

此后隨著變頻器元器件、控制理論和控制技術(shù)的發(fā)展，變頻器的性能不斷提升，在此期間，歐美、日本等發(fā)達(dá)國家憑借電子元器件生產(chǎn)和電子技術(shù)的優(yōu)勢，迅速搶占市場。相對于發(fā)達(dá)國家，我國變頻器行業(yè)起步較晚，直到 20 世紀(jì) 90 年代，變頻器才慢慢被廣大用戶認(rèn)可；21 世紀(jì)開始，在國家的大力支持下，國產(chǎn)變頻器生產(chǎn)廠商在吸收國外變頻技術(shù)的基礎(chǔ)上通過不斷創(chuàng)新并開始嘗試自主研發(fā)生產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品性能得到了快速發(fā)展。

（2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制行業(yè)現(xiàn)狀

目前全球工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)低壓變頻器市場主要可以分為歐美系和日系兩大派別，歐美系代表廠家包括西門子、ABB、施耐德等，日系代表廠家則是安川、三菱、富士等。歐美廠家更加擅長大型自動(dòng)化系統(tǒng)，日系廠家則更加擅長小型系統(tǒng)。在大型工程電氣傳動(dòng)領(lǐng)域，歐美品牌的市場占有率高，在小型機(jī)械的設(shè)備制造領(lǐng)域，日系品牌的市場份額較大。

國產(chǎn)變頻器產(chǎn)品由于多年來持續(xù)的研發(fā)投入，其性能、可靠性、售前售后服務(wù)、成本控制等方面的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，以匯川技術(shù)、英威騰為代表的國產(chǎn)變頻器企業(yè)正在逐步搶占外資品牌的市場，市場份額持續(xù)提升。

目前，國產(chǎn)低壓變頻器已廣泛應(yīng)用于電梯、風(fēng)電、軌道交通、起重機(jī)械、物流設(shè)備、石油化工、電線電纜、塑料機(jī)械、紡織機(jī)械、木工機(jī)械、空壓機(jī)、數(shù)控機(jī)床、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、金屬壓延、建筑材料、陶瓷設(shè)備、風(fēng)機(jī)水泵等領(lǐng)域。

根據(jù) MIR 睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2021 年我國低壓變頻器市場規(guī)模超 300 億，同比增長 17%，增速創(chuàng)新高。在市場需求增大和原材料漲價(jià)的情況下，實(shí)現(xiàn)了量價(jià)齊升的局面。一方面，2021 年出口訂單的激增帶來低壓變頻器下游行業(yè)需求的迅速增加（如紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、塑料機(jī)械等），同時(shí)機(jī)床、電子及半導(dǎo)體、物流自動(dòng)化等先進(jìn)制造行業(yè)的快速發(fā)展也帶來了工控產(chǎn)品的需求。

從下游行業(yè)來看，前五大應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)?strong>起重、電梯、機(jī)床、紡織和物流。從市場需求增長驅(qū)動(dòng)力來看，短期市場受益于制造業(yè)固定資產(chǎn)投資增加、地產(chǎn)進(jìn)入竣工周期和消費(fèi)類需求恢復(fù)；從中長期看，制造業(yè)的自動(dòng)化升級以及碳中和政策推動(dòng)節(jié)能型應(yīng)用上升，均有利于低壓變頻器行業(yè)保持較好的景氣度。

（3）電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制行業(yè)發(fā)展趨勢

近年來，我國低壓變頻器的市場保持著較高的增長率，變頻器市場發(fā)展空間巨大。隨著微處理器、高速通訊、電力電子等技術(shù)的發(fā)展，變頻器未來將向智能化、定制化、集成化方向發(fā)展。

一是智能化。變頻器作為智能制造的驅(qū)動(dòng)單元，自身也需要更加智能化，在完成速度控制、轉(zhuǎn)矩控制等電機(jī)驅(qū)動(dòng)功能外，變頻器還要能夠?qū)Ρ或?qū)動(dòng)設(shè)備及自身的電流、電壓、溫度、速度等多維度在線監(jiān)測，通過監(jiān)控參數(shù)來實(shí)現(xiàn)故障診斷和故障預(yù)警功能，減少非正常停機(jī)，避免故障擴(kuò)大化。

二是定制化。隨著市場應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，變頻器在不斷滿足設(shè)備基本性能和功能需求的同時(shí)，還要不斷滿足客戶的個(gè)性化的需求。為此，在通用變頻器的基礎(chǔ)上，為客戶定制個(gè)性化的產(chǎn)品，提高客戶生產(chǎn)效率、降低成本，為客戶創(chuàng)造價(jià)值。

三是集成化。隨著微電子技術(shù)、高速通訊技術(shù)、電力電子技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)的體積會越來越小，功能越來越強(qiáng)大。為降低客戶電控應(yīng)用難度，將系統(tǒng)的各個(gè)部件如變頻器、控制系統(tǒng)、低壓電器、顯示單元等進(jìn)行集成，能夠簡化控制系統(tǒng)構(gòu)成，降低成本，提高可靠性。