许多电厂为了实现节能降耗,减少厂用电占比,正大力开展引风机变频改造工作。以矢量变频调速技术的应用最为广泛,取得的经济效果也十分显著。但是,变频改造在提高能效的同时也带来了许多安全问题,出现了轴系断裂、联轴器膜片断裂、叶片裂纹等恶性事故,严重威胁机组的安全运行。本文针对引风机变频改造后出现的轴系扭转故障问题开展了深入研究。首先研究了三相异步电机的结构及其工作原理,尤其是电机的额定功率、定子电压、定子电流以及输出电磁转矩等参数,并分析了电机的谐波产生。另外,研究了矢量变频系统,包括矢量变频控制原理、逆变器以及脉宽调制方式等,并对变频器产生的谐波进行了分析。之后,本文利用集中质量块的方法,简化并建立了多台机组的机械模型,分析了轴系的扭转固有频率及其振型,给出了风机变频改造后发生谐波共振的机理。本文对多台变频机组进行了现场测试,试验研究了变频改造后风机发生谐波共振的机理。测试对象包括两台600MW机组配套的静叶可调轴流引风机,以及两台矢量变频控制驱动的试验台。通过分析四台机组升速过程中扭矩的幅值、频谱、波形等参数,验证了谐波共振产生的机理,并给出了抑制谐波共振的方案。另外,本文还研究了引风机在变频改造后整个机电系统出现的自激失稳现象。并在MatLab/Simulink环境中,建立了矢量变频控制电机驱动引风机的机电耦合系统。仿真计算了引风机的升速过程,分析了升速过程中的电压、电流、电磁扭矩以及轴系传递扭矩等参数的变化情况。同时,测试了某台1 000 MW机组配套的静叶可调轴流引风机,该风机在变频改造后出现了多次轴系断裂、联轴器膜片断裂等问题。对现场扭矩测试数据进行了分析,其特征参数与仿真结果十分吻合。证实该风机在变频改造后确实发生了自激失稳现象,之后给出了抑制自激失稳的措施。