智研瞻产业研究院发布：《中国轨道交通牵引变流器行业发展监测及投资前景展望报告》

　　牵引变流器作为列车核心部件，位于动车底部，负责将直流电能与交流电能相互转化。接触网输送的1500V直流电可被该设备转变成频率稳定且电压波动范围在0-1150V之间的三相交流电，从而实现对交流牵引电机的启动、制动及转速调节等精细化控制功能。

　　轨道交通牵引变流器行业的发展与其所在国家产业政策及投资规模息息相关。随着城市轨道交通建设的日益增长，牵引系统也得到良好的推动。

　　轨道交通牵引变流器主要包括交流变流器、GTO变流器、直流变流器、IGBT变流器、SiC和GaN变流器以及单级和多级变流器等多种类型。

　　伴随着城市轨道交通朝着绿色节能方向的深入推进，探讨牵引变流器如何在低能量消耗下发挥最大能力显得尤为重要。以其在高温环境下的稳健表现以及高频切换能力与低功耗特性著称的硅碳（SiC）器件，被广泛运用于三电平变流器技术之中，这无疑将极大地提高效率，降低能源消耗并减轻设备负担。此外，硅碳器件的运用还能够缩小变流器及其附属设备的尺寸，延长使用寿命，从而更好地满足城市轨道交通的发展需求。值得注意的是，五种常见的三电平逆变器拓扑结构对于城轨领域内各种牵引传动控制策略的实施也起到了积极推动作用。

　　城轨列车牵引系统对确保稳定、安全、可靠运行具有至关重要性，而牵引变流器在效能牵引及节能目标方面发挥着关键角色。三电平拓扑配合相应控制策略可有效降低碳化硅器件的应用成本，二者结合有助于缩减变流器及其相关设备体积，延长系统使用寿命。因此，将碳化硅三电平变流器引入城轨交通领域，契合了当前发展趋势与市场需求。

　　中国城轨车辆主要运用二电平硅基IGBT变流器，但由于开关频率限制，其能效和谐波控制仍有提升空间。引入三电平变流器及SiC器件，能够有效减少开关损耗，优化输出波形，减轻设备重量，扩大调速范围。SiC器件具备耐高压、低功耗以及高开关频率的特点，使得变流器实现小型化的同时，提高效率成为可能。然而，误导通、电磁干扰等技术难题，也需针对牵引系统设计进行优化来保证可靠性。

　　三电平变流器开关器件承受的电压应力较小，从而降低了损耗。多样化的拓扑结构和控制策略为城轨牵引提供了良好的适配性。中点电位偏移和损耗不平衡等问题可通过优化调制策略和利用SiC器件的高频特性加以解决。SiC与三电平变流器相结合，有助于减小体积，提升性能。其中，ANPC混合拓扑是一种710公海赌船实用方案，全SiC模块的性能更为优越，但成本因素制约了其大规模应用。

　　综合考虑城市轨道牵引变流器的核心地位、碳化硅器件的独特优势、三电平变流器拓扑的发展趋势等因素，我们可以看到，硅碳三电平牵引变流器在应对能耗低、性能高、轻量化等方面具有重要价值。预计随着成本优化，全硅碳器件变流器将得到广泛应用，有望推动城市轨道牵引系统步入新阶段。

　　全球轨道交通牵引变流器市场日益壮大，主要受惠于城市化进程以及轨道交通网络的持续扩建。市场的迅猛发展主要源于亚洲地区（尤其是中国与印度）及欧洲地区对于牵引变流器的需求旺盛，该等区域正大力推进高速铁路、地铁及轻轨项目的建设。此外，自动化驾驶技术在轨道交通领域的广泛运用也催生了对于高性能牵引变流器的迫切需求，以适应自动驾驶列车的运行标准。

　　中国作为全球范围内轨道交通体系建设最为活跃且市场规模庞大的国家之一，其城市化进程正日益加快。值得关注的是，政府始终致力于推进轨道交通网络的建设与扩容，将其列为重要政策议程，这无疑将对牵引变流器市场的持续发展产生积极影响。同时，我国轨道交通系统的技术水平也在稳步提升，牵引变流器相关技术也在不断革新。国内众多制造商纷纷投身于新型材料如碳化硅以及氮化镓的应用研究，多级变流器及高频变流器等尖端技术的开发，旨在进一步提升产品性能并提高能源利用效率。

　　统计数据显示，2019年中国道交通牵引变流器行业市场规模48.95亿元，2023年中国道交通牵引变流器行业市场规模95.28亿元。2019-2024年中国道交通牵引变流器行业市场规模如下：

　　轨道交通牵引变流器的产业结构中，其产业链的上游环节主要涉及到电子元器件、功率半导体模块（IGBT）以及金属材料等基础原材料的研发生产；同时，下游市场则主要服务于轨道交通这一特定领域的实际需求。

　　在轨道交通牵引变流器制造行业，想要成功涉足并立足于市场并非易事，特别是在对于技术水平有着更为严格要求的轨道交通牵引变流器领域；伴随着国内轨道交通牵引变流器行业生产企业数量的不断增长，达到生产规范标准的企业亦日益增多，相应地，当前的市场环境下各家企业间的竞争愈发激烈。目前，中国轨道交通牵引变流器行业内的主要本土企业包括上海阿尔斯通交通电气有限公司、株洲西门子牵引设备有限公司以及和中车永济电机有限公司等。

　　预测，受中国道交通牵引变流器行业市场需求的增长，2024-2030年中国道交通牵引变流器行业市场规模平稳上升。2030年中国道交通牵引变流器行业市场规模179.70亿元。2024-2030年中国道交通牵引变流器行业市场规模预测如下：

　　作为牵引变流器领域的杰出制造商，我们致力于持续强化数字技术与智能特性的深度融合，为您带来更卓越的远程监控、维护以及故障检测服务。得益于数字化变流器的卓越性能，您可以实现对系统运作状态的实时远程监控，随时随地查阅各项关键数据，以便及时找出可能存在的潜在问题，并针对性地展开预防性维护作业，以此显著降低系统停机时间。而智能变流器则具备强大的自我诊断功能，能够在设备出现故障时迅速检测并发出警报，从而帮助您提早发现问题，有效降低维修成本及运营中断风险。

　　对于一体化交通系统的需求将会显著增长，特别是地铁、公共汽车、轻轨列车等各种交通模式能够实现无缝衔接的系统。在此背景下，对更为复杂精细的牵引变流器技术的要求也会随之水涨船高。此种集成式的交通系统具有共享基础设施和资源的特质，从而有效降低了各类交通模式的独立营运成本，并且极大地提升了资源运用效率。

　　随着自动驾驶技术在地下铁道以及城市轨道交通领域的广泛运用，对于高品质牵引变流器的需求也将呈显著上升趋势。牵引变流器的核心功能在于掌控电动列车的牵引系统。在先进的自动化列车控制系统中，牵引变流器则承担了为列车提供充足电力、精细调节电流及电压等关键任务，从而实现对列车速度、加速度以及制动过程的精确控制。牵引变流器与自动驾驶系统紧密协作，共同助力列车按照预先设定的时间表和路线进行自主行驶，从而有效提升列车间的安全距离，进一步增强整个运营过程的安全性和高效性。

　　创新型材料与高新科技，如高温超导材料以及电池技术等领域，都极具潜力在牵引变流器这个行业中发挥更为广阔的应用价值，从而提升整体的效率及可靠性。采用SiC和GaN这两种半导体材料，不仅能显著增强变流器的效率，还能改善其电气特性。由于这些材料具备较高的电子迁移率和耐高温性能，使得变流器在进行高频运作时能够保持稳定性和高效性。高温超导材料的应用领域包括制造高温超导磁体，进而应用于节能效果显著的磁悬浮列车领域，改善列车运行效率。多级变流器技术的应用可以显著地提高变流器输出电压与电流波形的品质水平，进而有效减小电磁干扰现象以及各次谐波的发生率，以此来增强整个电力转换系统的运行可靠性和高效性。先进的冷却技术如液冷或气冷系统则确保了变流器在适宜温度下稳定运行，增强系统可靠性并延长使用寿命。新型电路拓扑结构与控制策略亦能提升变流器效率，降低能耗，提供更优质的性能体验与更高的可控性。返回搜狐，查看更多