一,、概述
電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、拖動各種生產(chǎn)機(jī)械的最重要,、也是最基本的工具,，由于生產(chǎn)工藝的要求和節(jié)約能源的需要，可調(diào)速電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)一直成為科技人員的研究對象,，其應(yīng)用也越來越廣泛,。在可調(diào)速電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展過程中曾出現(xiàn)過直流調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速,、電磁調(diào)速,、電液耦合調(diào)速以及滑差調(diào)速等各種調(diào)速方式，但是，以上各種調(diào)速方法在實際應(yīng)用中都存在著局限性和缺點,。隨著電力電子技術(shù),、自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,，一種新型的、智能的,、集各種高精尖技術(shù)于一體的可調(diào)速電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生了,，這就是變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
隨著變頻技術(shù)的日趨成熟,，變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以其獨具的性能獲得越來越廣泛的應(yīng)用,，與其它的可調(diào)速電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比有如下優(yōu)點：
a.啟動電流小、對生產(chǎn)機(jī)械無沖擊,，可以大大延長設(shè)備的使用壽命,。
b.智能化程度高、自診斷功能和保護(hù)功能齊全,，設(shè)備的安全性,、可靠性提高。
c.安裝簡單,、使用方便,、維護(hù)成本大大降低。
d.機(jī)械特性好,、動態(tài)響應(yīng)速度快,、可提高控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。
e.風(fēng)機(jī),、泵類等高耗電設(shè)備采用變頻調(diào)速后可降低耗能,、節(jié)約成本、提高效率,。
二,、變頻裝置原理
變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由變頻裝置（變頻器）和電動機(jī)組成的可調(diào)速拖動機(jī)構(gòu)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向由變頻裝置控制,，按照生產(chǎn)工藝的要求工作,。其理論依據(jù)是下面公式：
n＝no（1-s）
no=60f／p
其中：
n——電動機(jī)轉(zhuǎn)速
no——同步轉(zhuǎn)速
s——滑差
f——輸入電壓頻率
D——電動機(jī)極對數(shù)
從上面公式看出，改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速的方法有三種：一是改變滑差：二是改變電動機(jī)極對數(shù),；三是改變輸入電壓頻率,。通過引入變頻裝置把固定的電網(wǎng)頻率轉(zhuǎn)換成電動機(jī)所需要的頻率來實現(xiàn)電動機(jī)的調(diào)速就是變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作的理論基礎(chǔ)。
變頻裝置一般分為交一交,、交一直一交兩種實現(xiàn)方式,。交一交型變頻器的調(diào)節(jié)范圍小、功率因數(shù)低,、諧波污染大?，F(xiàn)在的大部分變頻裝置都采用交一直一交的實現(xiàn)方式,，其主要構(gòu)成分四部分：整流器、濾波器,、逆變器和以CPU為核心的控制保護(hù)部分,。
整流器采用可控元件接成三相全控橋，把輸入的三相交流電變成電壓可調(diào)的直流電,。
濾波器主要是為了獲得較為平直的直流電,、吸收電動機(jī)回饋的能量實現(xiàn)緊急剎車制動功能。
逆變器采用"門極可關(guān)斷晶閘管"GTO,、"大功率晶體管"GTR,、"絕緣柵雙級型晶體管"IGBT等元件，采用脈寬PWM調(diào)制或矢量控制等方式將直流電逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電,。
以CPU為核心的控制保護(hù)部分是整個變頻裝置的指揮中心,、其通過輸入CPU的軟件程序來完成控制、保護(hù)等各種功能,，并且實現(xiàn)與DCS,、PLC及其它控制系統(tǒng)的接口。
變頻裝置按其工作電壓還有高壓,、低壓之分,，高壓變頻器又可分為直接高壓型和高一低一高型。各種類型的變頻器有不同的應(yīng)用場合,，即使是相同類型的變頻器因其技術(shù)上的差別也有著不同的品質(zhì)和價格,。因而在變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的使用中要科學(xué)的選擇變頻器和電動機(jī)，力求最好的性能價格比,。
變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的電動機(jī)就是異步電動機(jī),，但是因使用的場合和變頻裝置采用的技術(shù)不同，有的可以使用普通的異步電動機(jī),，有的需選用專用的電動機(jī),。因此，對原來采用異步電動機(jī)定速運行的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行變頻改造時要慎重 研究：是否可以保留原電動機(jī),，如果保留原電動機(jī)還需科學(xué)的選擇變頻裝置,。
三、變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)在火電廠的應(yīng)用

變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是國外首先研制成功的,，國內(nèi)應(yīng)用較早的是石油化工,、礦山機(jī)械等行業(yè)，電力行業(yè)最初是從給粉機(jī)開始使用變頻調(diào)速的,，這是因為給粉機(jī)使用低壓電動機(jī),，低壓變頻器成熟較早、安裝簡單、對電動機(jī)進(jìn)行變頻改造比較容易,。給粉機(jī)采用變頻調(diào)速后不僅取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益,，與采用傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)速裝置相比還有如下許多優(yōu)點：給粉機(jī)下粉均勻，煤粉自流現(xiàn)象減少,，鍋爐燃燒穩(wěn)定,；燃料控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)范圍加寬，保護(hù)功能和事故處理能力增強(qiáng),。正因為此,，大部分電廠相繼對給粉電動機(jī)和直吹式燃燒系統(tǒng)的給煤機(jī)進(jìn)行了變頻改造，并且都獲得了良好的運行效果,。
隨著高壓變頻技術(shù)的日益成熟，高壓變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)在電力行業(yè)逐漸開始使用,，考慮到節(jié)能效果,，國內(nèi)使用高壓變頻裝置的設(shè)備主要集中在送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī),、灰漿泵,、低加疏水泵、升壓水泵和凝結(jié)水泵上,，國外已有在給水泵上使用高壓變頻裝置的例子,。
例如，在沒有變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)之前,，火電機(jī)組一直采用電動機(jī)按定速運行,，通過調(diào)節(jié)送、引風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉或擋板的開度來控制鍋爐爐膛的風(fēng)量,。而200MW以上機(jī)組的送,、引風(fēng)機(jī)都采用高壓大功率電動機(jī)，耗電量大,，由此造成的節(jié)流損失浪費大量的廠用電,，很不經(jīng)濟(jì)，而且由于非線形和響應(yīng)速度慢影響自動的投入和調(diào)節(jié)品質(zhì),。因而,，一些老電廠已經(jīng)或正在考慮采用變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)對風(fēng)量的控制方式進(jìn)行改造，考慮到采用整體的變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)雖然有諸多優(yōu)點,，但是改造成本高,，而原有送、引風(fēng)機(jī)的電動機(jī)在容量等級,、防護(hù)等級等指標(biāo)上都能滿足變頻調(diào)速的要求,，所以都是在保留原有設(shè)備的基礎(chǔ)上增加變頻裝置，方法有兩種：一種方法是，增加的變頻裝置與原電氣控制線路并聯(lián),，通過切換開關(guān)選擇控制電動機(jī)運行的通路,，如圖。采用這種方法,，當(dāng)變頻裝置故障或檢修時,，可使電動機(jī)恢復(fù)到原有的控制方式，不影響整個機(jī)組的運行,，但是兩個控制通路之間需加連鎖,，以免短路。第二種方法是,，去掉原有的電氣控制線路,，直接采用變頻器控制電動機(jī)的運行。
對老機(jī)組耗能高的高壓電機(jī)設(shè)備采用上述方法改造后不僅改善了相關(guān)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì),，提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,，更重要的是節(jié)省了廠用電。所以越來越受到電廠的重視,，如大慶華能新華電廠對引風(fēng)機(jī)和灰漿泵進(jìn)行了變頻改造：安徽銅陵電廠對低加疏水泵進(jìn)行了變頻改造,；清河電廠對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻改造。改造后都取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,。
四,、結(jié)論
顯然，用變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)代替許多傳統(tǒng)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是節(jié)約能源,、改善工藝流程,、提高控制系統(tǒng)品質(zhì)的有效手段。但是,，目前大部分變頻裝置依賴進(jìn)口,，價格昂貴、一次性投入高,，普遍使用變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)還不現(xiàn)實,，對老機(jī)組中采用變頻調(diào)速后節(jié)能效果顯著的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造、尋求高性能價格比的解決方案應(yīng)該成為目前研究的重點,。
在對老機(jī)組改造中采用變頻調(diào)速裝置的同時,，在新建機(jī)組設(shè)計中盡量采用變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這樣可以避免二次投入的浪費,；同時,，為變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計的專用變頻電動機(jī)有散熱效果好、電磁損失少,、比普通電動機(jī)更節(jié)能等優(yōu)點,，可使整個變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作效率更高,。