变频调速装置可以优化电动机的运行状态，大大提高其运行效率，达到节能目的。过去受价格、可靠性以及容量等因素的限制，在我国风机市场上一直未能得到更广泛的应用。近年来，随着电力、电子器件的控制技术的迅速发展，变频器的价格不断下降，可靠性不断增强，且模块化的设计使变频器的容量几乎不受限制，高压大容量变频器已逐步广泛应用。
江苏徐塘发电有限责任公司4、5号机组分别于2002年3月和7月通过了168h试运行。正式转入商业化运行，由于电网调峰的需要，两台一次风机经常处于较低的效率工况下运行，使制粉系统耗电率增大。为了解决上述问题，经反复调研论证，决定对一次风机进行变频改造，以实现一次风机转速随机组负荷变化而自动调整，提高效率，节约厂用电的目标。
一、风机变频调速的节能原理
(1)异步感应电动机的转速n与电源频率f、转差率s、电机极对数p3个参数关系：n=60f(1-s)/p
改变其中任何一个参数都可以实现转速的改变。变频器是通过改变电源频率f的方式来改变电动机的转速的。由于转速与频率之间是线性关系，其转速的全程调节性能均较好，调节较为平滑。
(2)一般风机负载转矩与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。因此，用变频器调节风机的转速，可以获得显著的节能效果。由图1可以看出传统风机的挡板调节方式与变频调节方式的比较，从比较中可以分析出风机变频调节的节能原理[1]。
图中曲线n1为风机开始调速前的风压—风量(H-Q)特性曲线，曲线R1为管网风阻特性(挡板开度全开)。假设风机设计工作在A点效率最高，输出风量Q1为100，对应的轴功率P1与风量Q1和风压H1的乘积面积AH1OQ1成正比。如果生产工艺要求风量从Q1减小到Q2时，若采用挡板调节，相当于增加管网阻力，使管网阻力特性变化到R2，系统工况点也由A点变到B点，从图中可以看出，风量虽然减小了，风压反而增加了，代表轴功率的面积BH2OQ2比调节前减少不多。若采用变频调速运行，随着转速的下降，风压-风量特性变为曲线n2，系统工况也由A点变到C点，代表轴功率的面积CH3OQ2比采用挡板调节时显著减少，两者之差即是节省的轴功率。

二、一次风机变频改造方案
2.1一次风机及所配电机型号参数
一次风机及所配电机型号见表1。

2.2改造方案
利用5号炉小修机会对两台一次风机电机进行了变频改造，本着“最小改动量，最大安全可靠性，最优经济效益”的原则，经技术经济比较，确定了如下改造方案。其电气主接线如图2(以52号一次风机为例)。

由图2可以看出，一次风机高压变频改造增加了三只互锁刀闸，作为工频和变频的切换之用，单独布置在变频小室开关柜内。
三、一次风机变频改造的效益分析
3.1节约厂用电效果显著
表2是改造前后的运行数据，可以发现电流较改造前减小了许多。

表3，表4分别为2003年5号炉一次风机改造前、改造后的电能统计数据(6月底变频器投运)。


由表3，表4可得出，改造后平均节约用电率0.227，2台炉按年发电量33亿kW.h计算，一次风机节约用电量749.1万kW.h，按每kW.h电0.35元计算，可节约费用262.2万元。
3.2减少电机启动时的电流冲击
电机直接启动时的最大启动电流为额定电流的5～7倍，星形-三角形启动为4～5倍，电机软启动也要达到2.5倍。观察变频器起动的负荷曲线，可以发现启动时基本没有冲击，电流从零开始，仅是随着转速增加而上升，不会超过额定电流。因此一次风机变频运行解决了电机启动时的大电流冲击问题，消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力，从而显著改善了设备的运行可靠性，减少了维护保养费用。
3.3延长设备寿命
使用变频器可使电机转速沿一次风机的加减速特性曲线平缓变化，设备和轴承受力状况得到了明显改善。同时有关数据说明，机械寿命与转速的倒数成正比[2]，降低一次风机转速可成倍地提高一次风机的寿命，因而一次风机维护费用自然就降低了。
3.4降低了风机噪音
一次风机改用高压变频调速后，降低一次风机运行转速的同时，噪音将大幅度地降低。一次风机改造前噪音超过了环保限值，不得不在风机的外壳上加装较厚的隔音材料，改造后不需加隔音材料也能达到环保要求。
四、结论
一次风机变频改造不但大幅度地节约了电能，而且实现了对电机的软启动，减少了对电机、风机、高压开关等设备的启动冲击，延长了设备使用寿命，降低了维护费用。同时高压变频器高精度、宽范围的无级调速功能，满足了电厂调峰的需要，提高了机组的自动化水平，改善了电厂的生产环境，值得推广应用。