高壓變頻器屬于大型電子設備，對環(huán)境要求比較嚴格。統(tǒng)計多臺設備的運行情況，由于現(xiàn)場環(huán)境溫度過高而引起的設備故障比例較大，因此我們總結了三種現(xiàn)場經(jīng)常采用的散熱方案，供用戶參考。 壓變頻器的損耗計算及對環(huán)境的溫度要求： 北京利德華福電氣技術有限公司生產(chǎn)的高壓變頻調速系統(tǒng)主要由以下三部分組成：控制柜、功率柜、變壓器柜。其外形如圖1所示。 圖1 高壓變頻調速系統(tǒng)外形圖 此系統(tǒng)使用多臺離心風機進行散熱，以630kW/6kV變頻器為例，功率柜頂為2臺，變壓器柜頂一般為1臺，風機選用德國EBM公司生產(chǎn)的離心風機，此風機可靠性高，性能優(yōu)異。風機根據(jù)變頻器功率等級不同，選用單相或三相風機。其中單相風機額定風量為2500 m3/h，三相風機額定風量為3300 m3/h。變頻器總的排風量為單個風機排風量乘以風機數(shù)量。 當變頻器滿負荷工作時，其總損耗（轉變?yōu)闊崃浚┘s為系統(tǒng)額定功率的3%，比如1000kW變頻器滿負荷工作時，損耗約為30kW。如此大的熱量如果全部排放到安裝變頻器的室內，將會使室內溫度迅速升高，嚴重影響變頻器的正常運行。 為了使變頻器能長期穩(wěn)定和可靠地運行，對變頻器的安裝環(huán)境作如下要求： 最低環(huán)境溫度-5℃，最高環(huán)境溫度40℃，工作環(huán)境的溫度變化應不大于5℃/h。如果環(huán)境溫度超過允許值，應考慮配備相應的散熱設備。 1．場散熱方案 針對現(xiàn)場的不同環(huán)境，我們有三種散熱方案：加裝空調、加裝風道或安裝水空冷裝置。 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，并且做好密封。 1.2空調容量的確定 原則：按照變頻器的發(fā)熱量和控制室環(huán)境實用面積來選擇空調的容量 1.2.1制冷量的計算 變頻器發(fā)熱根據(jù)運行工況選擇，考慮一定的裕量，最大發(fā)熱量為變頻器額定功率的4%，如果長期運行頻率低于40Hz，則發(fā)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制冷所需的空調容量，一般每平方米可以按照150瓦特計算。 空調總體的制冷量應為變頻器的發(fā)熱量加上空間制冷所需的制冷量。 1.2.2 空調的選擇 所謂的空調“匹”數(shù)，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，制冷量以輸出功率的多少計算。 一般來說，1匹空調的制冷量大致為2000大卡，換算成國際單位應乘以1.162，故1匹之制冷量應為2000大卡×1.162=2324(W)， 這里的W(瓦)即表示制冷量，則1.5匹的應為2000大卡×1. 5×1.162=3486(W)，以此類推。根據(jù)此情況，則大致能判定空調的匹數(shù)和制冷量，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(yōu)缺點： 優(yōu)點：由于室內外空氣沒有直接流通，容易保證室內環(huán)境清潔。 缺點：空調的可靠性會影響變頻器的穩(wěn)定運行，空調費用高，運行費用高。 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(shù)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(shù)值匹配。 2.2風道的設計 常規(guī)的設計是在機柜上面安裝風道，將變頻器產(chǎn)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(tǒng)進行冷卻，具體排風方案及風的流向見以下示意圖： 圖2正面視圖 圖3 側面視圖 圖3中所示進風口的面積需要根據(jù)系統(tǒng)的具體情況進行確定，并且風口應設置空氣過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)的網(wǎng)孔不得大于5×5mm。系統(tǒng)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(jù)風冷系統(tǒng)的散熱原理，△Q=△t×Qf×Cp×ρ,其中： △Q：系統(tǒng)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(jù)以上條件計算出△t（空氣進口與出口的溫差）。 如果變頻器柜頂風機距出風口較近（小于2米，中間無轉折），出風口可不加裝輔助排風機。如果進風口的現(xiàn)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后，在現(xiàn)場進行。我公司安裝調試人員可在現(xiàn)場進行指導。需要注意的是變壓器柜風道和功率柜風道需分開，否則將會影響到功率單元的正常散熱。 2.3 風道散熱的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：成本低，可靠性高，散熱效果良好 缺點：不能使用于現(xiàn)場比較臟，灰塵比較大的環(huán)境。 3．水空冷散熱 3.1 水空冷卻系統(tǒng)的工作原理 水空冷卻系統(tǒng)(簡稱空冷器)是一種利用高效、環(huán)保、節(jié)能的冷卻系統(tǒng)，其應用技術在國內處于領先地位。其外形及原理如圖4 圖4 原理圖 從變頻器出來的熱風，經(jīng)過風管連接到內有固定水冷管的散熱器中，散熱器中通過溫度低于33℃的冷水，熱風經(jīng)過散熱片后，將熱量傳遞給冷水，變成冷風從散熱片吹出，熱量被循環(huán)冷卻水帶走，保證了變頻器控制室內的溫度恒定。 安裝空冷器要求必須在密閉環(huán)境中,為了提高冷卻效果,安放設備的空間要盡可能小。流入空冷器的水為循環(huán)水，為保護設備，要求循環(huán)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 關于變頻器安裝空冷器后對現(xiàn)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。 空冷器的輔助設備：如流量計(可不加)、調節(jié)閥門、過濾器等最好與變頻設備隔離安裝 。 安裝設備的簡易房應密閉，墻壁由保溫材料組成。 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(jù)上述條件，可選購空冷器的輔助設備：普通水泵、流量計、調節(jié)閥門、過濾器、水管(無縫管)及其它器件。 3.3 變頻器空冷方案布置圖圖5、圖6、圖7： 圖5正視圖 圖6 側視圖 圖7 俯視圖 4．總結 本文介紹的變頻器現(xiàn)場散熱方案僅僅是我們工作中總結的一些經(jīng)驗性的資料，歡迎大家提出寶貴意見和建議，以便我們工作的改進。