高压变频调速系统散热方案介绍

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1、高压变频调速系统散热方案介绍广州智光电气股份有限公司二OO九年二月高压变频器运行环境要求高压变频调速统采用移相隔离变压器和大功率高频电力电子元件，其发热量较大，系统效率约97%、约3%的功率以发热形式消耗；同时运行环境的温度影响系统运行的稳定性及功率元件的使用寿命，因此为了使变频器能长期稳定和可靠地运行，对变频器的安装环境温度要求很严格：-5oC至+45oC，温度变化应不大于5K/h。针对现场不同的环境，现总结出六种变频器散热方式共大家参考：风道散热、空调散热、空气水冷器散热、风道+空气水冷器散热、风道+空调散热、密闭自循环散热。一、加装风道散热

2、主要针对于现场环境清洁、空气中灰尘少、并且环境温度能够满足设备运行温度要求的可采用风道散热设计。如果变频器柜顶风机距出风口较近（小于2.5米，中间无转折），出风口可不加装辅助排风机；如果出风口的现场施工存在不便，风道需有转折，则可以考虑加装风机强迫排风，排风机的排风量必须不小于变频器柜顶风机的排风量。注意事项：进风口面积必须足够大，防止室内形成负压，产生高海拔效应，人为的降低设备系统容量。进风口必须加装方便拆卸的防尘滤网，防尘滤网必须定期更换、冲洗。风道材料：采用喷漆的冷轧钢板、白铁皮或者不锈钢。进风口的下边沿一般在墙壁距地面0.5m~1.0m处

3、。风道散热的优缺点：成本低，可靠性高，散热效果良好，可靠性高；不能使用于现场比较脏，灰尘比较大的环境。出风口、进风口的选置风道散热效果的好坏与变频系统放置的地点、进风口位置、出风口位置有着密切的关系。出风口与周围障碍物的距离不得小于1m，不得放置在迎风处，出风口所在环境的压强不得高于标准大气压，不得向密闭的环境、放置有发热的电器环境、高温的环境等等排放变频系统热风。由于我们使用的风机正常情况是逆时针旋转，因此设计出风口时不得逆着风机旋转的方向放置。进风口要远离灰尘源、远离热源、尽量靠近变频系统吸风的地方。风道出口风速一般控制在10m/s以内。风道

4、散热计算变频器总的排风量为单个风机排风量乘以风机数量。我司变频器主要采用R4D450和R4D560两种散热风机，450风机的排风量为3300m3/h，560风机的排风量为7000m3/h。系统的通风量Qf，假定进风口的风速V不超过3m/s，由Qf=S×V可知，进风口的面积S≈Qf/V。如果进风面积越小，则进风速度就越大，那么空气所携带的灰尘就会越多、颗粒就会越大，防尘滤网就很容易积灰阻塞，从而使维护的工作量加大、变频室容易造成负压现象——散热效果不好。风冷系统的散热原理：△Q=△t×Qf×Cp×ρ（△Q：系统总的损耗功率，△t：空气进口与出口的温

5、差，Qf：总的通风量，Cp：空气的比热：1005J/kg℃，ρ：空气的密度：1.165kg/m3）。1）风道直接安装系统安装离墙壁较近、出风口至墙体无障碍物的现场，通过风机风道接口直接安装风道将热风排出室外。如下图所示：2）房间隔层、向外排热此方法主要使用于房间较小且障碍物较多或者室内变频器较多的现场，并且将系统的散热风机改成前后出风的形式。如图所示：3）风道加排风机方式如果变频器柜顶风机距出风口较远或者出风口的现场施工存在不便，风道需有转折，则可以考虑加装风机强迫排风，排风机的排风量必须不小于变频器柜顶风机的排风量。如图所示：4）房间隔层、加排

6、风机向外排热方式为了更好的使系统散热，在墙壁上加装排风机（1台或者多台），其排风量一定不能小于系统总风机的排风量。如图所示：5）导风板加排风机方式此方式主要针对系统出风临墙，开放式进风，避免系统吹出的热风再次进入系统再循环，同时由于出风口至墙体间有障碍物，不能安装风道或隔层的现场，导风板的角度与系统离墙的距离有关，排风机的安装高度与系统离墙距离及导风板的角度有关，如下图所示：二、空调散热方式变频器安装空调时，要求变频器控制室空间尽可能小，并且做好密封。空调容量的确定原则：按照变频器的发热量和控制室环境实用面积来选择空调的容量。变频器发热根据运行工

7、况选择，考虑一定的裕量，最大发热量为变频器所适配电机额定功率的4%，如果系统长期运行频率低于40Hz，则发热量可按照适配电机额定功率的2%进行估算。按照房间实用面积计算空间单独空间制冷所需的空调容量，一般每平方米可以按照150瓦特计算。空调总体的制冷量应为变频器的发热量加上空间制冷所需的制冷量。所谓的空调“匹”数，原指输入功率的大小，包括压缩机、风扇电机及电控部分所消耗的能量，制冷量以输出功率的多少计算。一般来说，1匹空调的制冷量大致为2000大卡，换算成国际单位应乘以1.162，故1匹之制冷量应为2000大卡×1.162=2324(W)，这里的

8、W(瓦)即表示制冷量。空调散热的特点优点：由于室内外空气没有直接流通，容易保证室内环境清洁。比如现场环境灰尘比较大或者冶金行业灰尘中含有