高壓變頻器的集中冷卻措施

一、 引言
　　在電力、化工、煤礦、冶金等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域要求高壓變頻器有極高的可靠性。影響高壓變頻器的可靠性指標(biāo)有多項(xiàng)，其中在設(shè)計(jì)過(guò)程中其散熱與通風(fēng)是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。目前高壓變頻器有高-低-高式、元件直接串聯(lián)式、中點(diǎn)箝位多電平式、單元級(jí)聯(lián)式等多種方式，一般來(lái)講，上述各種方式的高壓變頻器，其效率一般都可達(dá)到96~98%;但由于設(shè)備功率大，在正常工作時(shí)，仍要產(chǎn)生大量的熱量。為保證設(shè)備的正常工作，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)備的可靠性是十分必要的。
　　高壓變頻器設(shè)備功率較大，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。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(wèn)題，將直接危及變頻器本體的運(yùn)行安全；最終因?yàn)闇囟冗^(guò)高，導(dǎo)致變頻器過(guò)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)境的溫度控制采取措施。
二、 冷卻方式
　　通過(guò)變頻器工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的積累，針對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)提供完整的變頻器冷卻系統(tǒng)解決方案。常用的幾種冷卻方式主要包括：⑴ 風(fēng)道開(kāi)放式冷卻；⑵ 空調(diào)密閉冷卻；⑶ 空－水冷密閉冷卻；⑷ 設(shè)備本體水冷卻；⑸ 上述方式組合冷卻。
1. 風(fēng)道開(kāi)放式冷卻
1.1冷卻過(guò)程
　　冷風(fēng)經(jīng)變頻室通風(fēng)入口濾網(wǎng)進(jìn)入變頻器，經(jīng)過(guò)對(duì)機(jī)體進(jìn)行冷卻后，再由變頻器風(fēng)道出風(fēng)口將熱風(fēng)排出。
1.2安裝方式
　　風(fēng)道開(kāi)放式冷卻安裝比較簡(jiǎn)單，只需在變頻室的墻壁上開(kāi)兩個(gè)通風(fēng)入口，安裝上濾網(wǎng)，然后在變頻器的柜頂風(fēng)罩上向外引出出風(fēng)口風(fēng)道即可，如下圖1所示：

1.3系統(tǒng)特點(diǎn)
(1)施工簡(jiǎn)單，維護(hù)量大；
(2)費(fèi)用低廉；
(3)運(yùn)行穩(wěn)定性依賴于當(dāng)?shù)丨h(huán)境
2. 空調(diào)密閉冷卻
2.1容量選擇原則
　　按照變頻器的發(fā)熱量和控制室環(huán)境實(shí)用面積來(lái)選擇空調(diào)的容量。
2.2安裝方式
　　變頻器室安裝空調(diào)時(shí)，要求變頻器控制室空間要盡可能小，并且做好密封，避免夏季室外溫度高帶來(lái)的加熱效應(yīng)�？照{(diào)的安裝位置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況布置在變頻器兩側(cè)。具體設(shè)備布局如下圖2所示。

　　　　　　　　　　
2.3系統(tǒng)特點(diǎn)
(1)急速高效制冷
(2)童鎖功能，防止誤操作
(3)廣角送風(fēng)，室溫均勻舒適
(4)防冷風(fēng)設(shè)計(jì)，送風(fēng)舒適
(5)獨(dú)立除濕
(6)低溫、低電壓?jiǎn)��?dòng)
(7)室外機(jī)耐高溫運(yùn)轉(zhuǎn)
(8)室內(nèi)密閉冷卻
(9)冷卻功率留有余量
3．空－水冷密閉冷卻
3.1基本原理
　　空－水冷卻系統(tǒng)是一種利用高效、環(huán)保、節(jié)能的冷卻系統(tǒng)，其應(yīng)用技術(shù)在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。其外形及原理如下圖3所示：

　　從變頻器出來(lái)的熱風(fēng)，經(jīng)過(guò)風(fēng)管連接到內(nèi)有固定水冷管的散熱器中，散熱器中通過(guò)溫度低于33℃的冷水，熱風(fēng)經(jīng)過(guò)散熱片后，將熱量傳遞給冷水，變成冷風(fēng)從散熱片吹出，熱量被循環(huán)冷卻水帶走，保證變頻器控制室內(nèi)的環(huán)境溫度不高于40℃。
　　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(shè)備的空間盡可能小。流入空冷器的水為工業(yè)循環(huán)水，為保護(hù)設(shè)備，要求循環(huán)水的PH值為中性，且無(wú)腐蝕損壞銅鐵的雜質(zhì)，進(jìn)水的水壓一般為0.2～0.3Mpa，進(jìn)水溫度≤33℃。
空冷器的維護(hù)簡(jiǎn)單易行，一般半年維護(hù)1次，進(jìn)行冷卻管道沖洗。
3.2施工安裝
　　單套系統(tǒng)一臺(tái)變頻器配備兩臺(tái)空冷器；單臺(tái)故障時(shí)，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響。具體設(shè)備布局如圖4、5所示�？绽淦鞯陌惭b位置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況布置在變頻器正面或背面。

　　　　　　　　　　　　圖4
　

　　　　　　　　　　　　圖5

　　假如現(xiàn)場(chǎng)供水量不足，為適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)情況，還可提供獨(dú)立的冷卻水系統(tǒng)方案。該方案在現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加獨(dú)立的機(jī)力冷卻塔、水處理裝置、增壓泵站等設(shè)備，滿足現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備變頻改造項(xiàng)目獨(dú)立冷卻的要求，同時(shí)還可為現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)冷卻水系統(tǒng)保留一定的冷卻水量為現(xiàn)場(chǎng)今后增加設(shè)備提供相應(yīng)的冷卻水量裕度。