關於變頻器的散熱問題

2022-09-28 16:42:06 字數 3232 閱讀 4966

如果要正確的使用變頻器, 必須認真地考慮散熱的問題。變頻器的故障率隨溫度公升高而成指數的上公升。使用壽命隨溫度公升高而成指數的下降。

環境溫度公升高10度,變頻器使用壽命減半。因此,我們要重視散熱問題!在變頻器工作時,流過變頻器的電流是很大的, 變頻器產生的熱量也是非常大的,不能忽視其發熱所產生的影響。

一、通常,變頻器安裝在控制櫃中。我們要了解一台變頻器的發熱量大概是多少. 可以用以下公式估算:

發熱量的近似值= 變頻器容量(kw)×55 [w]在這裡, 如果變頻器容量是以恆轉矩負載為準的(過流能力150% × 60s) 如果變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器, 並且也在櫃子裡面, 這時發熱量會更大一些。 電抗器安裝在變頻器側面或測上方比較好。這時可以用估算:

變頻器容量(kw)×60 [w]因為各變頻器廠家的硬體都差不多, 所以上式可以針對各品牌的產品. 注意: 如果有制動電阻的話,因為制動電阻的散熱量很大, 因此最好安裝位置最好和變頻器隔離開, 如裝在櫃子上面或旁邊等。

那麼, 怎樣採能降低控制櫃內的發熱量呢? 當變頻器安裝在控制機櫃中時,要考慮變頻器發熱值的問題。根據機櫃內產生熱量值的增加,要適當地增加機櫃的尺寸。

因此,要使控制機櫃的尺寸盡量減小,就必須要使機櫃中產生的熱量值盡可能地減少。如果在變頻器安裝時,把變頻器的散熱器部分放到控制機櫃的外面,將會使變頻器有70%的發熱量釋放到控制機櫃的外面。由於大容量變頻器有很大的發熱量,所以對大容量變頻器更加有效。

還可以用隔離板把本體和散熱器隔開, 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。這樣效果也很好。變頻器散熱設計中都是以垂直安裝為基礎的,橫著放散熱會變差的!

關於冷卻風扇一般功率稍微大一點的變頻器, 都帶有冷卻風扇。同時,也建議在控制櫃上出風口安裝冷卻風扇。進風口要加濾網以防止灰塵進入控制櫃。

注意控制櫃和變頻器上的風扇都是要的,不能誰替代誰。

在海拔高於1000m的地方,因為空氣密度降低,因此應加大櫃子的冷卻風量以改善冷卻效果。理論上變頻器也應考慮降容,1000m每-5%。但由於實際上因為設計上變頻器的負載能力和散熱能力一般比實際使用的要大, 所以也要看具體應用。

比方說在1500m的地方,但是週期性負載,如電梯,就不必要降容。

發熱還與變頻器的開關頻率直接有關,變頻器的發熱主要來自於igbt,igbt的發熱有集中在開和關的瞬間。 因此開關頻率高時自然變頻器的發熱量就變大了。有的廠家宣稱降低開關頻率可以擴容,就是這個道理。

二.散熱方案

針對現場的不同環境,可以有三種散熱方案對變頻器進行散熱:

1.加裝空調

1.1變頻器安裝空調時,要求變頻器控制室空間盡可能小,並且做好密封。

1.2空調容量的確定

原則:按照變頻器的發熱量和控制室環境實用面積來選擇空調的容量

1.2.1製冷量的計算

變頻器發熱根據執行工況選擇,考慮一定的裕量,最大發熱量為變頻器額定功率的4%,如果長期執行頻率低於40hz,則發熱量可按照變頻器額定功率的2%進行估算。

按照房間實用面積計算空間單獨空間製冷所需的空調容量,一般每平方公尺可以按照150瓦特計算。

空調總體的製冷量應為變頻器的發熱量加上空間製冷所需的製冷量。

1.2.2 空調的選擇

所謂的空調「匹」數,原指輸入功率的大小,包括壓縮機、風扇電機及電控部分所消耗的能量,製冷量以輸出功率的多少計算。

一般來說,1匹空調的製冷量大致為2000大卡,換算成國際單位應乘以1.162,故1匹之製冷量應為2000大卡×1.162=2324(w), 這裡的w(瓦)即表示製冷量,則1.

5匹的應為2000大卡×1. 5×1.162=3486(w),以此類推。

根據此情況,則大致能判定空調的匹数和製冷量,一般情況下,2200w-2600w都可稱為1匹,4500(w)-5100(w)可稱為2匹,3200w-3600w可稱為1.5匹。

1.3 空調散熱的優缺點:

優點:由於室內外空氣沒有直接流通,容易保證室內環境清潔。

缺點:空調的可靠性會影響變頻器的穩定執行,空調費用高,執行費用高。

2.加裝風道

2.1通風量的計算

變頻器總的排風量為單個風機排風量乘以風機數量。單相風機的流量為2500 m3/h,三相風機的流量為3300 m3/h。變頻器室的入風、出風量需要同該數值匹配。

2.2風道的設計

常規的設計是在機櫃上面安裝風道,將變頻器產生的熱量直接排放到室外,由變頻器室的進風口不斷補充冷風,對系統進行冷卻,示進風口的面積需要根據系統的具體情況進行確定,並且風口應設定空氣過濾網,過濾網的網孔不得大於5×5mm。系統的通風量qf,假定進風口的風速v不超過3 m/s,由qf =s×v可知,進風口的面積s≈qf /v。

根據風冷系統的散熱原理,△q=△t×qf×cp×ρ,其中:

△q:系統總的損耗功率

△t:空氣進口與出口的溫差;

qf:總的通風量

cp:空氣的比熱:1005j/kg℃

ρ:空氣的密度:1.165kg/ m3

根據以上條件計算出△t(空氣進口與出口的溫差)。

如果變頻器櫃頂風機距出風口較近(小於2公尺,中間無轉折),出風口可不加裝輔助排風機。如果進風口的現場施工存在不便,風道需有轉折,則可以考慮加裝風機強迫進風。

風道的具體施工可在變頻器安裝就位後,在現場進行。我公司安裝除錯人員可在現場進行指導。需要注意的是變壓器櫃風道和功率櫃風道需分開,否則將會影響到功率單元的正常散熱。

2.3 風道散熱的優缺點:

優點:成本低,可靠性高,散熱效果良好

缺點:不能使用於現場比較髒,灰塵比較大的環境。

3.水空冷散熱

3.1 水空冷卻系統的工作原理

從變頻器出來的熱風,經過風管連線到內有固定水冷管的散熱器中,散熱器中通過溫度低於33℃的冷水,熱風經過散熱片後,將熱量傳遞給冷水,變成冷風從散熱片吹出,熱量被迴圈冷卻水帶走,保證了變頻器控制室內的溫度恆定。

安裝空冷器要求必須在密閉環境中,為了提高冷卻效果,安放裝置的空間要盡可能小。流入空冷器的水為迴圈水,為保護裝置,要求迴圈水的ph值為中性,且無腐蝕損壞銅鐵的雜質,進水的水壓一般為0.2mpa,進水溫度≤33℃。

空冷器的維護簡單易行,一般半年維護1次。

3.2 關於變頻器安裝空冷器後對現場的部分要求

空冷器使用吊裝方式,所以在空冷器吊裝上方的屋頂必須有方鋼或槽鋼作為支撐梁。

空冷器的輔助裝置:如流量計(可不加)、調節閥門、過濾器等最好與變頻裝置隔離安裝 。

安裝裝置的簡易房應密閉,牆壁由保溫材料組成。

空冷器的技術條件如下:

進水溫度:≤33℃,工作水壓:0.2mpa

水流量:≥24.5m3/h,管口內徑:φ80

根據上述條件,可選購空冷器的輔助裝置:普通水幫浦、流量計、調節閥門、過濾器、水管(無縫管)及其它器件。

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