高压变频器在锅炉引风机上的应用

　　胜利发电厂1期锅炉引风机变频改造前由Y800-2-B型高压异步电动机驱动，额定电压6kV，额定容量1400kW。炉膛负压的调节方式为当电机以恒速(740r/m)运行时，通过操纵引风机进口导向挡板改变其开度，达到调节引风量、稳定锅炉燃烧的目的。风机风量完全依靠挡风板调节，风量减少但阻力增加，造成大量的能源浪费，尤其低负荷运行时损失更为严重。另外挡板在调节过程中线性度差，反应较迟钝，易使炉膛负压大幅波动。炉膛负压过大，会使漏风加大;负压过小，则高温烟气及烟灰就要向外冒，不但污染环境，还可能造成人身事故。为了节能降耗、改善引风机的运行状况，胜利发电厂采用罗宾康公司生产的完美无谐波变频器先后对1号、2号锅炉的引风机进行了变频改造。

　　一、变频器的基本构成及性能

　　1.1 系统构成

　　罗宾康公司生产的完美无谐波变频器主要由进线隔离变压器、功率单元、控制系统和人机界面系统构成。下面主要介绍功率单元回路。

　　由于采用多重化技术从根本上解决了一般6脉冲和12脉冲变频器所产生的谐波问题，该变频器可实现完美无谐波变频。图1示出了6600V完美无谐波变频器的主电路连结图。　　

　　电动机的每相由6个低压PWM(脉宽调制)功率单元串联进行驱动，串联方式采用星型接法，中线浮空。每个单元由隔离变压器的次级线圈供电，用高速微处理器实现控制，以光导纤维隔离驱动。18个次级线圈的额定电压均为交流630V，功率为总功率的1/18。变频器在全压输出时保证功率单元与其次级以及对地相互绝缘。由于采用功率单元串联，而不是用传统的器件串联来实现高压输出，所以不存在器件均压的问题。每个功率单元承受全部的输出电流，但仅承受1/6的输出相电压和1/18的输出功率。

　　为功率单元提供电源的变压器次级线圈在绕制时相互间产生一定的相位差，消除了大部分功率单元引起的谐波电流，所以初级电流近似为正弦波，因而功率因数能保持较高数值，满载时典型为0.95。由于lGBT驱动功率很低，且不必采用均压电路、吸收电路和输出滤波器，可使变频器的效率高达96%以上。

　　每个功率单元都是一个标准的PWM静态变频器，输入电源为三相电压630V，频率为50Hz，输出单相变压(最高630V)、变频最高120Hz)电源。功率单元主电路如图2所示。由AC630V次级馈电的三相二极管整流器将电容器充电至DC900V，该电压提供给由IGBT组成的单相H桥式逆变电路。在任意时刻每个功率单元仅有3种可能输出电压:±900V和0。每相由6个功率单元串联时，可提供3个电压等级的相电压:±5400VV、±4500V、±3600V、±2700V、±1800V、±900V和0，使得变频器能产生非常接近正弦波的输出波形。