低压交流变频器市场目前正在经历深刻的变革。传统上，变频器一直被视作独立的零部件，并进行生产和销售，然而，机械制造商和终端用户当前的需求已经促使人们更加全面地将变频器视为整个自动化系统解决方案的一部分。对机械设备向模块化、紧凑型发展的需求，已经推动了变频器市场的创新，催生了众多节省空间的新型解决方案。本文将探讨低压交流变频器市场的几项创新技术，包括多轴变频器、电机变频一体机，以及宽禁带半导体技术，并分析它们对市场产生的潜在影响。

紧凑型多轴变频器为机械设计的灵活性带来革命性变化

一直以来，多轴概念总是被视为伺服驱动器的专有特征，通常与低压变频器无关。然而，汇川技术和台达电子发布的产品改变了这一现象。在SPS 2022上，汇川技术推出了MD-800紧凑型多轴驱动器；2023年8月，台达电子宣布推出MX300。
这类多轴变频器可以实现一个驱动单元同时控制多个电机。根据台达电子的说法，一个单独的整流器模块可以同时搭配最多6个逆变器模块，并控制高达15个轴。相对于传统的一对一设置，这种配置意味着能够实现显著的空间节省。台达电子和汇川技术指出，紧凑型多轴变频器可以在电气控制柜内实现50%的空间节省，从而使安装更加方便。因此，这种产品为机械设计提供了更高水平的灵活性。

在研究60v超低电压变频器市场时，我们也观察到了类似的趋势。机械设计的重点是为了实现最佳效率以实现高吞吐量，而目前的市场趋势是更加注重机械的灵活性。Interact Analysis的研究表明，在需要更多灵活性的应用和流程中，紧凑型多轴变频器可能会崭露头角，成为分布式和电机安装式（motor-mounted）变频器的竞争对手。

高效电机推动集成趋势

为了增加机械设备的灵活性，变频器与电机的集成是低压交流变频器市场中长期被讨论的话题。虽然这一趋势在低功率范围内的电子换向（EC）电机市场上很普遍（不包括在IA报告范围内），但一些厂商正在努力实现更高功率的电机和变频器的集成。

罗克韦尔自动化与美国的空心电机制造商Infinitum最近宣布了一项合作，共同开发一类新型的高效集成式低压变频器和电机技术。该技术将罗克韦尔的PowerFlex驱动技术与Infinitum的超高效风冷电机系统相结合，旨在打造一种既节能又降低成本的工业产品，同时帮助客户实现可持续性。这一集成电机系统预计将只有传统电机系统大小和重量的50%，从而有效减小了变频器的空间占用。

一直以来，在更高功率范围内集成电机和变频器的主要挑战是散热问题。然而，最近，宽禁带半导体被认为是解决这个问题的一种非常有潜力的解决方案。

宽禁带半导体的挑战与机遇

宽带隙半导体的特点是价带和导带之间存在较大的能隙，与传统半导体相比具有多种优势。这类半导体能够在更高的温度、电压和频率下工作，使其成为电力电子应用的理想选择，例如电动汽车、可再生能源系统和高频通信设备。

随着电动汽车的快速普及，市场对宽禁带半导体的需求不断增加，这也使得宽禁带半导体的供应量不断提升。然而，尽管供应不断扩大，与传统半导体相比，宽禁带半导体仍然在价格上不具备竞争力，碳化硅 MOSFET 的成本高达标准硅 MOSFET 价格的 3 倍。因此，宽带隙半导体在变频器中的实际应用仍然相对较少。
然而，随着供应的增加，我们预计宽禁带半导体的价格将随着时间推移而逐步下降，这使得宽禁带半导体对变频器供应商更具吸引力。我们已经观察到一些变频器供应商开始内部生产功率半导体。比如，丹佛斯在2022年收购Semikron后，已成为功率半导体的制造商，并生产基于碳化硅的半导体。根据麦肯锡的数据，三菱电机目前也在生产碳化硅功率半导体，尽管其在碳化硅市场上的份额仅为2%，且所有供应都用于内部产品。如果这种内部生产趋势持续下去，宽禁带半导体的应用可能会在市场上更快地扩大。

写在最后

多轴变频器、电机变频一体机以及宽禁带半导体是变频器市场中的三个创新解决方案。这些解决方案各具优势：显著的空间节省、更高水平的机械设计灵活性和更好的能源利用效率。尽管宽禁带半导体的规模化应用仍然是一个挑战，但从长远趋势来看，其在变频器中的广泛应用将有助于自动化设备向模块化、紧凑化发展。

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