影響變頻器的可靠性指標(biāo)有很多項(xiàng),其中在設(shè)計(jì)過程中的散熱與通風(fēng)是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。目前成都變頻器的效率一般都可達(dá)到96-98%左右,但由于設(shè)備功率在正常情況下工作時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的熱量;為保證設(shè)備的正常工作,如何把大量的熱量散發(fā)出去,優(yōu)化散熱與通風(fēng)方案,進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與計(jì)算,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高效散熱,對(duì)于提高設(shè)備的可靠性顯得十分重要。
目前,正常工作情況下的變頻器設(shè)備大約有3.5-4%的功率損耗主要以熱量形式散失在運(yùn)行環(huán)境當(dāng)中,其中電力電子器件的損耗約占一般左右,如果不能及時(shí)有效的解決變頻器室的工作環(huán)境溫度問題,將直接危及變頻器本體的運(yùn)行安全;終因?yàn)闇囟冗^高,導(dǎo)致變頻器過熱保護(hù)動(dòng)作跳閘;為保證變頻器具有良好的運(yùn)行環(huán)境,必須對(duì)變頻器及運(yùn)行環(huán)境的溫度控制采取響應(yīng)的措施。
變頻器的冷卻過程
變頻器的冷卻過程也就是熱量的到處過程,這其中大致可分為以下幾個(gè)階段:首先熱量從功率器件內(nèi)部導(dǎo)出到管殼的過程;其次熱量從功率器件導(dǎo)出到變頻器內(nèi)的過程;再次熱量從變頻器內(nèi)導(dǎo)出到控制盤內(nèi)(變頻器外機(jī)箱機(jī)殼)的過程;后熱量從控制盤導(dǎo)出到電氣室外的過程;因此、從上述熱量導(dǎo)出的各個(gè)過程來看,有的靠固體的傳導(dǎo)、有的靠通風(fēng),使熱量一點(diǎn)一點(diǎn)的從電力電子器件導(dǎo)出變頻器盤,但由于熱量是從控制盤內(nèi)導(dǎo)出到電氣室外的過程中,往往需要額外消耗很大的功率,而在這一散熱過程中是不可忽視的也是為關(guān)鍵的,所以,該變頻器散熱的解決方法,主要是研究后一步的從控制盤導(dǎo)出到電氣室外的過程。
以一臺(tái)3000kw的變頻器為例,其額定損耗一般高達(dá)120kw。如此之大的熱量從盤箱內(nèi)排放到電氣室后,要將其從安裝有冷氣機(jī)的電氣室中再排出到電氣室外,這將給電氣室的冷氣機(jī)造成極大的負(fù)擔(dān),如果冷氣機(jī)一旦出現(xiàn)故障,變頻器將在數(shù)分鐘內(nèi)由于過熱而發(fā)生跳閘,這將給生產(chǎn)效率產(chǎn)生極大的壓力,因此,過分的依賴?yán)錃鈾C(jī)來導(dǎo)出熱量,并不是很理想的方案。除此之外,比較常用的另一種做法是,通過管道將變頻器盤排出的熱風(fēng)直接導(dǎo)出到室外,這種方法看似很可靠,但是依然存在諸多問題;按照一般變頻器的設(shè)計(jì),其通風(fēng)溫升為7℃,假定當(dāng)天的室外氣溫為35℃,電氣室內(nèi)氣溫為25℃,則變頻器排出的空溫度為32℃,但由于變頻器排出的溫度比室外的溫度要低,在這過程中變頻器不但沒有排出熱量,反而從室外吸收了7℃的熱量,使變頻器的溫度升高了10℃,這樣變頻器就會(huì)頻繁跳閘;因此,這種利用溫差傳遞熱量的管道方法也不適用于變頻器的冷卻。
具體的解決方法
1、建立獨(dú)立的變頻器室
各廠商大功率變頻器的額定環(huán)境溫度一般為40℃,而這個(gè)溫度在我國(guó)多數(shù)地區(qū)可以基本上得到保證,因此可以考慮建造獨(dú)立的變頻器室,這種方法的優(yōu)點(diǎn)是完全省去電氣室冷氣機(jī)的投資和運(yùn)行費(fèi)用,節(jié)能效果極為顯著。
2、建造獨(dú)立的變頻器室,從電纜隧道進(jìn)風(fēng)
大工廠的個(gè)電氣之間往往有電纜隧道相同,如果隧道較長(zhǎng),可以考慮作好變頻器室的封閉,使空氣經(jīng)電纜隧道進(jìn)入變頻器室,從而實(shí)現(xiàn)冷卻。
3、將變頻器和變頻器的主體部分分離
由于變壓器使用的多圈變壓器的次級(jí)線圈數(shù)量較多,因此變壓器和變頻器主體之間需要分離,這樣有利于不同設(shè)備采用不同的冷卻方式,有利于投資費(fèi)用的節(jié)省。
4、使用空-水熱交換器
這種方法顯而易見是一種比較好的方法,無論是投資和運(yùn)行費(fèi)用還是設(shè)備的額可靠性,都有著略孫一籌的優(yōu)勢(shì)。