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一、空調密閉冷卻方式

　　為(wei)了(le)提(ti)高(gao)(gao)高(gao)(gao)壓(ya)大(da)功率變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)的(de)應(ying)用(yong)穩定性，解決好高(gao)(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)環(huan)境散熱(re)(re)(re)問題(ti)。目前常用(yong)的(de)辦法(fa)(fa)是：密(mi)閉式(shi)空(kong)調冷卻(que)(que)。該方法(fa)(fa)主要(yao)是為(wei)高(gao)(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)提(ti)供一個固定的(de)具(ju)有隔熱(re)(re)(re)保溫效果的(de)房(fang)間(jian)，根據高(gao)(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)的(de)發熱(re)(re)(re)量和房(fang)間(jian)面積(ji)大(da)小計算出(chu)空(kong)調的(de)制冷量，從而配備一定數量的(de)空(kong)調。采(cai)用(yong)空(kong)調冷卻(que)(que)時，房(fang)間(jian)的(de)建筑面積(ji)過大(da)會(hui)增加空(kong)調冷卻(que)(que)負荷(he)。同時，由于變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)排(pai)出(chu)的(de)熱(re)(re)(re)風不能(neng)被(bei)空(kong)調全部吸入冷卻(que)(que)，因此，造成系(xi)統運(yun)行效率低，造成節約能(neng)源的(de)二次浪(lang)費。變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)室內(nei)的(de)冷熱(re)(re)(re)風循環(huan)情(qing)況如(ru)下(xia)圖所示。

 

 

　　變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)(qi)從(cong)柜體的(de)(de)(de)正(zheng)面(mian)(mian)和后(hou)面(mian)(mian)吸(xi)入(ru)空(kong)氣(qi)(qi)，經柜頂風機將變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)(qi)內部(bu)的(de)(de)(de)熱(re)量帶走排到室內。從(cong)而(er)在(zai)變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)(qi)室上(shang)部(bu)形成(cheng)一(yi)個溫(wen)度(du)偏高(gao)、壓(ya)力偏高(gao)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)旋渦流區，在(zai)變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)正(zheng)面(mian)(mian)部(bu)分形成(cheng)一(yi)個偏負壓(ya)區。在(zai)運行(xing)(xing)中，變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)(qi)功(gong)率(lv)柜正(zheng)面(mian)(mian)上(shang)部(bu)區域實際上(shang)是(shi)(shi)吸(xi)入(ru)剛排出的(de)(de)(de)熱(re)風進行(xing)(xing)冷(leng)(leng)卻(que)(que)，形成(cheng)氣(qi)(qi)流短路風不(bu)(bu)能(neng)(neng)達到有效的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)(que)效果。空(kong)調(diao)(diao)通常采(cai)用(yong)下進上(shang)出風結構，從(cong)而(er)與變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)(qi)在(zai)一(yi)定程度(du)上(shang)形成(cheng)了(le)“搶風”現象，這(zhe)就(jiu)是(shi)(shi)“混合循環區”。在(zai)這(zhe)個區域變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)(qi)吸(xi)入(ru)的(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)不(bu)(bu)完全是(shi)(shi)空(kong)調(diao)(diao)降溫(wen)后(hou)的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)空(kong)氣(qi)(qi)，空(kong)調(diao)(diao)的(de)(de)(de)降溫(wen)處理也沒有把(ba)變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)(qi)排出的(de)(de)(de)熱(re)空(kong)氣(qi)(qi)全部(bu)降溫(wen)，從(cong)而(er)導致了(le)整個冷(leng)(leng)卻(que)(que)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)運行(xing)(xing)效率(lv)不(bu)(bu)高(gao)。變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)(qi)自身是(shi)(shi)節能(neng)(neng)節電(dian)設備，而(er)通常采(cai)用(yong)的(de)(de)(de)空(kong)調(diao)(diao)式(shi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)則造(zao)成(cheng)能(neng)(neng)源的(de)(de)(de)二次浪費。這(zhe)種(zhong)情況在(zai)大功(gong)率(lv)、超大功(gong)率(lv)的(de)(de)(de)變(bian)頻(pin)(pin)(pin)應用(yong)系(xi)(xi)統中更加明顯。

　　二、風道冷卻

　　1、功率柜風道設計見下圖：

 

 

 

　　從功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)柜(ju)散(san)熱(re)(re)(re)(re)系統(tong)圖(tu)可知：功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)單(dan)元(yuan)內(nei)部(bu)散(san)熱(re)(re)(re)(re)系統(tong)通(tong)過(guo)安裝在單(dan)元(yuan)內(nei)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)強制冷(leng)(leng)卻單(dan)元(yuan)里(li)的(de)(de)(de)散(san)熱(re)(re)(re)(re)器，使每一個功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)單(dan)元(yuan)滿足(zu)散(san)熱(re)(re)(re)(re)需求，同(tong)時(shi)，由于功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)單(dan)元(yuan)內(nei)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)吹走熱(re)(re)(re)(re)風(feng)(feng)(feng)(feng)，使其進(jin)風(feng)(feng)(feng)(feng)處(chu)的(de)(de)(de)柜(ju)體內(nei)形成強力負(fu)壓(ya)，柜(ju)外冷(leng)(leng)風(feng)(feng)(feng)(feng)大(da)量(liang)進(jin)入高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)氣(qi)內(nei)，通(tong)過(guo)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)單(dan)元(yuan)風(feng)(feng)(feng)(feng)道(dao)對單(dan)元(yuan)散(san)熱(re)(re)(re)(re)器進(jin)行(xing)冷(leng)(leng)卻。同(tong)時(shi)，由于柜(ju)頂風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)大(da)量(liang)抽(chou)風(feng)(feng)(feng)(feng)，使其密(mi)閉風(feng)(feng)(feng)(feng)室內(nei)形成強力負(fu)壓(ya)，加(jia)速(su)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)單(dan)元(yuan)內(nei)熱(re)(re)(re)(re)風(feng)(feng)(feng)(feng)進(jin)入密(mi)閉風(feng)(feng)(feng)(feng)室，通(tong)過(guo)柜(ju)頂風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)抽(chou)出高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器柜(ju)外。通(tong)過(guo)建(jian)立嚴密(mi)暢通(tong)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)道(dao)，以及(ji)在功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)單(dan)元(yuan)內(nei)設計強制風(feng)(feng)(feng)(feng)冷(leng)(leng)，大(da)大(da)提高(gao)那高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器散(san)熱(re)(re)(re)(re)系統(tong)的(de)(de)(de)散(san)熱(re)(re)(re)(re)能力和(he)效率(lv)(lv)(lv)，同(tong)時(shi)，也(ye)可以減少散(san)熱(re)(re)(re)(re)器體積和(he)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)柜(ju)體積，實現高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器的(de)(de)(de)小型化，為用戶(hu)安裝高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器節省(sheng)空間。

 

　　三、空－水冷卻系統

　　高壓變(bian)頻(pin)器對運行環境溫度通常要求在-5～40℃，環境粉(fen)塵(chen)(chen)含(han)量(liang)低于(yu)950ppm。過高的溫度會造成變(bian)頻(pin)器溫度過熱(re)保護而跳閘，粉(fen)塵(chen)(chen)含(han)量(liang)過高導致變(bian)頻(pin)器通風濾網更換清洗維(wei)(wei)護量(liang)過高，增(zeng)加維(wei)(wei)護費用。因此，采用何(he)種冷卻方式和(he)系統(tong)結構至關重要。

　　為了解決高(gao)壓變頻(pin)器(qi)的(de)(de)運(yun)行環(huan)境冷卻和(he)控制問題，提高(gao)系(xi)統安(an)全可靠性(xing)、降低運(yun)營(ying)成(cheng)本。可以(yi)解決單位散熱密度高(gao)、功率大，有效提高(gao)系(xi)統安(an)全可靠性(xing)、降低運(yun)營(ying)成(cheng)本的(de)(de)問題。

　　空－水冷(leng)卻系(xi)統(tong)是一種利(li)用(yong)(yong)(yong)高效、環保、節能的(de)冷(leng)卻系(xi)統(tong)，其應用(yong)(yong)(yong)技(ji)術在國內處于領先(xian)地(di)位。在電(dian)力、鋼(gang)鐵等行業的(de)高壓大功率(lv)變頻應用(yong)(yong)(yong)中(zhong)得到廣泛(fan)的(de)推廣應用(yong)(yong)(yong)。該(gai)系(xi)統(tong)由(you)于其采(cai)用(yong)(yong)(yong)完全(quan)機械結構設(she)計，較(jiao)空調等電(dian)力、電(dian)子設(she)備而言具有明(ming)顯的(de)安全(quan)、可靠性。

　　其主要原理是(shi)：將變頻(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)熱風(feng)(feng)通(tong)(tong)過(guo)(guo)風(feng)(feng)道直(zhi)接通(tong)(tong)過(guo)(guo)空冷(leng)裝置進行熱交(jiao)換，由(you)冷(leng)卻水(shui)直(zhi)接將變頻(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)散(san)失的(de)(de)熱量帶走；經過(guo)(guo)降溫(wen)的(de)(de)冷(leng)風(feng)(feng)排回至室內(nei)。空冷(leng)裝置內(nei)通(tong)(tong)過(guo)(guo)冷(leng)水(shui)溫(wen)度低于33℃，即(ji)可以(yi)保(bao)證熱風(feng)(feng)經過(guo)(guo)散(san)熱片后，將變頻(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)室內(nei)的(de)(de)環境溫(wen)度控制在40℃以(yi)下滿足(zu)變頻(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)對環境運行的(de)(de)要求。從而，保(bao)證了變頻(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)室內(nei)良(liang)好的(de)(de)運行環境。冷(leng)卻水(shui)與循環風(feng)(feng)完全(quan)分(fen)離(li)，水(shui)管線(xian)在變頻(pin)(pin)室外與高(gao)壓設備明(ming)確(que)分(fen)離(li)，確(que)保(bao)高(gao)壓設備室不會(hui)受(shou)到防水(shui)、絕緣破壞等(deng)安全(quan)威(wei)脅(xie)和事(shi)故。

　　同(tong)時，由于(yu)房(fang)間密閉(bi)，變(bian)頻器(qi)利用室(shi)內的循環(huan)風進行設備冷(leng)卻，具有粉塵度低，維護量小的特點；減少了環(huan)境對(dui)變(bian)頻器(qi)功率柜、控制柜運行穩定性的不利影(ying)響。空-水冷(leng)卻系(xi)統結構原理圖如下：

 

 

      變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)從(cong)柜體的(de)(de)(de)(de)正面(mian)和后(hou)(hou)面(mian)吸入(ru)空(kong)氣(qi)，經柜頂風(feng)機將變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)內(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)量帶走排(pai)到(dao)室內(nei)。從(cong)而在變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)室上(shang)(shang)部(bu)形成(cheng)一(yi)個(ge)(ge)(ge)溫(wen)度偏(pian)高(gao)、壓(ya)力偏(pian)高(gao)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)旋渦流區(qu)，在變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)正面(mian)部(bu)分形成(cheng)一(yi)個(ge)(ge)(ge)偏(pian)負壓(ya)區(qu)。在運(yun)行(xing)中，變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)功率(lv)柜正面(mian)上(shang)(shang)部(bu)區(qu)域(yu)實際上(shang)(shang)是吸入(ru)剛排(pai)出的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)風(feng)進行(xing)冷(leng)(leng)卻，形成(cheng)氣(qi)流短路風(feng)不能(neng)達到(dao)有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)冷(leng)(leng)卻效(xiao)果。空(kong)調(diao)通常(chang)采用下進上(shang)(shang)出風(feng)結(jie)構，從(cong)而與(yu)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)在一(yi)定程度上(shang)(shang)形成(cheng)了“搶風(feng)”現象，這(zhe)就是“混(hun)合循(xun)環區(qu)”。在這(zhe)個(ge)(ge)(ge)區(qu)域(yu)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)吸入(ru)的(de)(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)不完全是空(kong)調(diao)降溫(wen)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)冷(leng)(leng)空(kong)氣(qi)，空(kong)調(diao)的(de)(de)(de)(de)降溫(wen)處理也沒有把(ba)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)排(pai)出的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)空(kong)氣(qi)全部(bu)降溫(wen)，從(cong)而導致了整個(ge)(ge)(ge)冷(leng)(leng)卻系統(tong)的(de)(de)(de)(de)運(yun)行(xing)效(xiao)率(lv)不高(gao)。變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)自身(shen)是節(jie)能(neng)節(jie)電設備，而通常(chang)采用的(de)(de)(de)(de)空(kong)調(diao)式(shi)冷(leng)(leng)卻則造(zao)成(cheng)能(neng)源的(de)(de)(de)(de)二(er)次浪(lang)費。這(zhe)種情況(kuang)在大(da)(da)功率(lv)、超大(da)(da)功率(lv)的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)應用系統(tong)中更加明顯(xian)。

 

來源|變頻器學院