高压变频起动器散热计算

高压变频器现场散热方案介绍

高压变频器属于大型电子设备，对环境要求比较严格。统计多台设备的运行情况，由于现场环境温度过高而引起的设备故障比例较大，因此我们总结了两种现场经常采用的散热方案，供用户参考。

高压变频器的损耗计算及对环境的温度要求：

山东新风光电子科技发展有限公司生产的高压变频调速系统主要由以下三部分组成：控制柜、功率柜、变压器柜。

此系统使用多台离心风机进行散热，以630kW/6kV变频器为例，功率柜顶为2台，变压器柜顶一般为1台，风机选用上海施依洛生产的离心风机，此风机可靠性高，性能优异。风机根据变频器功率等级不同，选三相风机。三相风机额定风量为4000 m3/h。变频器总的排风量为单个风机排风量乘以风机数量。

当变频器满负荷工作时，其总损耗（转变为热量）约为系统额定功率的3%，比如1000kW变频器满负荷工作时，损耗约为30kW。如此大的热量如果全部排放到安装变频器的室内，将会使室内温度迅速升高，严重影响变频器的正常运行。

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作如下要求：

最低环境温度-5℃，最高环境温度40℃，工作环境的温度变化应不大于5℃/h。如果环境温度超过允许值，应考虑配备相应的散热设备。

1．现场散热方案

针对现场的不同环境，我们有两种散热方案：加装空调或加装风道。

1．加装空调

1.1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。

1.2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

1.2.1制冷量的计算

变频器发热根据运行工况选择，考虑一定的裕量，最大发热量为变频器额定功率的4%，如果长期运行频率低于40Hz，则发热量可按照变频器额定功率的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。

1.2.2 空调的选择

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W(瓦)即表示制冷量，则1.5匹的应为2000大卡×1. 5×1.162=3486(W)，以此类推。根据此情况，则大致能判定空调的匹数和制冷量，一般情况下，2200W-2600W都可称为1匹，4500(W)-5100(W)可称为2匹，3200W-3600W可称为1.5匹。

1.3 空调散热的优缺点：

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。

缺点：空调的可靠性会影响变频器的稳定运行，空调费用高，运行费用高。

2．加装风道

2.1通风量的计算

变频器总的排风量为单个风机排风量乘以风机数量。三相风机的流量约为4000 m3/h。变频器室的入风、出风量需要同该数值匹配。风机个数以实际为准。

2.2风道的设计

常规的设计是在机柜上面安装风道，将变频器产生的热量直接排放到室外，由变频器室的进风口不断补充冷风，对系统进行冷却，示进风口的面积需要根据系统的具体情况进行确定，并且风口应设置空气过滤网，过滤网的网孔不得大于5×5mm。系统的通风量Qf，假定进风口的风速V不超过3 m/s，由Qf =S×V可知，进风口的面积S≈Qf /V。

根据风冷系统的散热原理，△Q=△t×Qf×Cp×ρ,其中：

△Q：系统总的损耗功率

△t：空气进口与出口的温差；

Qf：总的通风量

Cp：空气的比热：1005J/kg℃

ρ：空气的密度：1.165kg/ m3

根据以上条件计算出△t（空气进口与出口的温差）。

如果变频器柜顶风机距出风口较近（小于2米，中间无转折），出风口可不加装辅助排风机。如果进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进风。

风道的具体施工可在变频器安装就位后，在现场进行。我公司安装调试人员可在现场进行指导。需要注意的是变压器柜风道和功率柜风道需分开，否则将会影响到功率单元的正常散热。

2.3 风道散热的优缺点：

优点：成本低，可靠性高，散热效果良好

缺点：不能使用于现场比较脏，灰尘比较大的环境。

散热方案确定为风道散热后，可向我司要具体的风机接口图