一、变频器综述
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。
变频器基本结构图示
资料来源：公开资料整理
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。
变频器分类比较及功能介绍
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二、变频器行业相关政策梳理
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。
近年来中国变频器行业相关政策梳理
资料来源：政府公开报告，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国变频器行业市场全景评估及发展战略规划报告》
三、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。
变频器产业链
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IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，是变频器核心零部件。从行业供需情况来看，2021年我国IGBT产量为2580万只，同比增长27.7%；需求量为13200万只，同比增长20%。上游原材料供需缺口明显。
2015-2021年中国IGBT行业供需情况
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四、变频器行业现状分析
1、市场规模
随着国内工业生产规模不断扩大，我国变频器市场规模整体呈现稳定增长态势。据统计，2020年我国变频器行业市场规模达到541亿元，同比增长9.3%，2015-2020年CAGR为7.3%。
2012-2020年中国变频器行业市场规模及增速情况
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其中低压变频器规模占比较大，2020年占比为74%。随着高效节能的市场需求与国家鼓励政策驱动下，高压变频器规模占比逐年增长，已由2012年22%提升至2020年26%。具体市场规模方面，2020年我国高压变频器市场规模约141亿元，低压变频器市场规模约400亿元。
2012-2020年中国变频器行业市场结构细分情况
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2、下游应用
从下游应用来看，高压变频器应用领域集中在高耗能领域，主要用于冶金、电力、石化、采矿等高能耗行业，可实现对各类高压电动机的风机、水泵、空气压缩机、提升机、皮带机等负载的软起动、智能控制和调速节能，2021年CR5总占比为76%。
2021年中国高压变频器下游应用领域占比情况
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低压变频器适用场景较为广阔，下游较为分散，一般应用在起重机械、电梯、纺织机械等领域，2021年CR5总占比为43%。
2021年中国低压变频器下游应用领域占比情况
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五、变频器行业竞争格局
从行业竞争格局来看，国内变频器市场早期受外资主导，国产替代逐步落地。近年来国内品牌产品质量逐步提高，故障率逐渐减少，相比进口品牌性价比表现出优越性。根据相关数据显示，2021年欧美品牌低压变频器占比为44.6%，日韩份额为13.1%，中国本土品牌占比为42.3%，相较于2017年的38.7%上升3.6pcts。
2017-2021年中国低压变频器市场国产替代情况
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具体市场竞争格局情况，在高压变频器方面，合康新能为市场龙头，且市场涌现出一批如汇川技术等优质国内公司，逐步挤占施耐德等外资市场份额。低压变频器中汇川市场份额迅速提升，由2015年的6%上升至2020年的19%，已成为低压变频器龙头，此外英威腾与中达市场占比均有大幅增长。随着国产品牌定制化能力以及产品研发制造实力的提升，未来国产替代有望逐步落地。
2020年中国高低压变频器行业市场竞争格局情况
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六、变频器行业未来发展趋势
1、市场规模方面。变频器为工业自动化关键设备，随着疫情逐步消退，新老基建项目双重启动，叠加冶金行业设备升级，高压变频器市场有望维持较高增速。同时“双碳政策”自上而下推动各行业低碳转型，而使用高压变频器节电率可达10%-40%，甚至高达60%，需求支撑强劲。根据相关数据预测，2025年中国高压变频器市场规模将达212亿元，对应2020-2025年CAGR为8.5%。在低压变频器方面，我国制造业疫情后率先恢复促使纺织机械、塑料机械、包装机械投资增加，先进制造业升级发展推动机床、物流、半导体设备行业发展，根据相关数据预测，我国低压变频器2025年市场规模有望达464亿元，对应2020-2025年CAGR为4.1%。
2、市场竞争方面。在低压变频器具备与高压变频器较高的生产工艺和运行稳定性要求相比，低压变频器技术相对简单成熟，但对不同场景的差异化设计提出了更高要求。低压变频器领域因顶尖国际厂商进入较早，品牌效应构筑起相应护城河，特别在中高端市场该品牌效应更加明显，且低压变频器应用领域相对分散，优秀经销渠道资源早期被某些国外品牌垄断，导致该领域海外品牌仍占据大比例市场份额。随着本土品牌产品性能与客户认可度的不断提高、渠道的开拓、产品覆盖场景的增加，国产品牌市占率将持续提升。
华经产业研究院通过对中国变频器行业海量数据的搜集、整理、加工，全面剖析行业总体市场容量、竞争格局、市场供需现状及行业重点企业的产销运营分析，并根据行业发展轨迹及影响因素，对行业未来的发展趋势进行预测。帮助企业了解行业当前发展动向，把握市场机会，做出正确投资决策。更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国变频器行业市场调查研究及发展战略研究报告》。
