高压变频调速在火电厂锅炉引风系统中的应用
| 1 引言 在火力发电机组中，风机是配套的主要辅机之一，一般包括送风机、引风机及一次风机。据资料介绍火电机组配套风机的耗电约占发电机组发电量的1.5%～3%，对于大型火电机组，配套风机所耗电能十分巨大。目前，我国火力发电机组的大型配套风机主要是由6kv鼠笼电机直接驱动的。电厂风机目前主要采用进、出口风门挡板，进口轴向导流器，进口静叶调节器等方法进行风门的调节以控制流量，其缺点是节流损失大，增加风机消耗的功率，系统振动大、噪声大、对环境造成恶劣的影响，同时调节阀门有时处于很高的压力下工作，容易磨损和损坏。另外由于定速风机启动转矩大，配置的电动机容量比风机的额定容量大很多，在低负荷区，电动机工作效率很低，能源浪费严重。对于调峰机组，情况更为突出。调节挡板控制风量造成管网内气流紊乱和风量调节不准确，导致管网振动发生和炉膛燃烧不稳。统计结果表明约有10%的电动机缺陷是由启动时的大电流及对绕组的过大电磁力直接引起的，定子绕组接头开焊、鼠笼断条等缺陷也都与直接启动有关。
由于以上原因，多年来，人们一直在探求电动机的调速问题。风机转速是通过驱动装置调节的，长期以来，对于需要调速的驱动机械，直流调速一直占主导地位，如晶闸管直流电机调速系统。但是由于直流电机本身结构上存在有机械整流器和电刷，给直流调速驱动系统带来了3个主要缺点: （1）维护困难; 所以也经常采用交流滑差离合器电机，交流电机的调压、变极、串电阻调速以及加装液力耦合器等交流电机调速方法。但这些交流电机调速方法在精度、效率、变比、平滑等方面都不够理想。所以，从电机结构和特性上看，采用改变电源频率进行调速是最理想的调速方法。 2 控制技术 这里着重介绍一下矢量控制。所谓矢量控制的想法是模拟直流机的控制特点来进行交流电机的控制。大家知道，直流电机所以调速性能好的根本原因在于直流电机的转矩控制容易，分别控制电枢电流i和磁通φm两个参数就能控制转矩。电流和磁通之间互成直角且独立，可互不影响地分别进行调节。而异步机的转矩不仅与转子电流i和磁通φm有关，且与转速有关。电流i和磁通φm两个参数既不成直角又不是两个独立变量。转矩的这种复杂性是异步机难于控制的根本原因。如果通过坐标变换理论将交流电机的定子电流i分解成磁场定向坐标的磁场电流分量id和与之相垂直的坐标转矩电流分量iq，由于id、iq在同一个同步旋转坐标系上，其相对关系是静止的，相当于直流量，因此对这种直流量进行控制就同于直流机了，如图1所示。图2是异步电机矢量控制框图。
 （a）三相坐标系下的三相交流绕组
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