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变频调速是指改变电源频率,使电机转速发生变化,起到调节负荷的作用,能够降低设备功耗,减小损耗。随着电力电子技术、智能控制理论的发展,通过开发经济可靠的变频装置既能达到节能的效果,又能实现调速精度高、调速范围广的要求,适应我国现阶段节能减排的需求。论文主要以徐矿电厂2×300MW火力发电厂引风机节能改造为基础,研究确定了引风机变频改造方案。重点对改造过程中多电平高压变频器的拓扑结构、调制策略和控制方法进行详细研究。通过仿真和工程改造实例的相关数据分析,得出方案的可行性。本文首先阐述了课题的研究背景和意义,介绍了引风机调速系统和高压变频器的发展现状。针对引风机的工作性质,对比分析变频调速和液力耦合器调速这两种调速方式的节能原理,综合比较得出变频调速的经济性远高于液力耦合器调速,确定了变频改造为徐矿电厂引风机改造的最佳方案。其次分析了变频器的几种拓扑结构,通过优缺点的比较,最终选取了级联型多电平结构,其可靠性更高,控制方法简单且无均压问题。根据拓扑分析的结果,研究了级联多电平变频器的调制策略,在分析 CD-SPWM(Carrier Disposition-Sinusoidal Pulse Width Modulation,载波层叠正弦脉宽调制)和 CPS-SPWM(Carrier Phase-Sinusoidal Pulse Width Modulation,载波移相正弦脉宽调制)两种调制策略后,选取CPS-SPWM这种更适合于级联型的调制策略。然后研究了 FOC(Field Orientated Control,磁链定向控制)矢量控制策略,来实现异步电机的转速及磁链控制。本文重点对采用FOC矢量控制方式的异步电机进行仿真。首先搭建了仿真模型,并且详细介绍了其各个模块的内部结构,通过多次程序运行,最终确定了整个调速系统的四个PI(Proportional Integral,比例积分)调节器的参数,仿真结果验证了所采用的控制方法可以实现异步电机的稳定、快速控制,且级联H桥变频器输出线电压波形质量较佳、转矩脉动较小、转速波形较好。此外,转子磁链的幅值观测较为准确,最终实现了整个控制系统良好运行。最后结合作者在徐矿电厂实际工作中引风机液偶调节效率低下的问题,进行变频改造方案设计。采集改造前后不同工况下的数据进行对比分析,得出变频改造后节能效果更优的结论,另外系统的可靠性以及自动控制程度等方面都有所提高。