变频器的散热方式

时间:2023-03-17作者:佚名
从目前变频器的构造分析,散热一般可分为以下三种:自然散热、对流散热、液冷散热。
1、自然散热
对于小容量的变频器一般选用自然散热方式(如图1a),其使用环境应通风良好,无易附着粉尘及飘浮物。此类变频器的拖动对象多为家用空调、数控机床之类,功率很小,使用环境比较优良。
另外一种使用自然散热方式的变频器容量并不一定小,那就是防爆变频器。对于此类变频器小容量可以选用一般类型的散热器即可,要求散热面积在允许的范围内尽可能的大一些,散热肋片间距小一些,尽可能的增加热辐射面积。对于大容量的防爆变频器,如使用自然散热方式建议使用热管散热器。热管散热器是近年来新兴的一种散热器,它是热管技术与散热器技术结合的一种产品,它的散热效率极高,可以将防爆变频器的容量做的比较大,可达几百kVA。这种散热器相对普通散热器,所不同之处就是体积相对大,成本高。这种散热方式与水冷散热相比较还是有优势的:水冷要用水冷器件,水冷散热器以及必不可少的水循环系统等等,其成本比使用热管散热器散热高。业界反映热管散热器性能好,值得推广。
自然散热的另外一种方式就是“穿墙式”自然散热,这种散热方式最多减少80%的热量,其特点是变频器的主体与散热片通过电控箱完全隔离,大大提高了变频器元器件的散热效果。如图1b所示。这种散热方式最大的好处就是可以做到定时清理散热器,且能保证电控箱的防护等级做得更高。象常见的棉纺企业由于棉絮过多,经常容易堵塞变频器的通风道,导致变频器的过热故障,用穿墙式自然散热就能很好得解决这一问题。
a)普通散热 b)穿墙式散热

变频器的散热方式
图1 自然散热方式
2、对流散热
对流散热是普遍采用的一种散热方式,如图2所示。随着半导体器件的发展,半导体器件散热器也得到了飞速的发展,趋向标准化,系列化,通用化;而新产品则向低热阻,多功能,体积小,重量轻,适用于自动化生产与安装等方向发展。世界几大散热器生产商,产品多达上千个系列,并全部经过测试,提供了使用功率与散热器热阻曲线,为用户准确选用提供了方便。同时散热风机的发展也相当快,呈现出体积小,长受命,低噪声,低功耗,大风量,高防护的特点。如常用的小功率变频器散热风机只有25mm×25mm×10mm;日本SANYO长寿命风机可达200000h,防护等级可达IPX5;更有德国ebm大风量轴流风机,排风量高达5700m3/h。这些因素为设计者提供了非常广阔的选择空间。
对流散热正是由于使用的器件(风机、散热器)选择比较容易,成本不是太高,变频器的容量可以做到从几十到几百kVA,甚至更高(采取单元并联方式)才被广为采用。

变频器的散热方式

图2 对流散热方式
3、液冷散热
水冷是工业液冷方式中较常用的一种方式,如图3所示。针对变频器这种设备选用该方式散热的很少,因为它的成本高,用在小容量变频器时体积大,再由于通用变频器的容量在几kVA到近百kVA,容量不是很大,很难将性价比做到让用户接受的程度,只有在特殊场合(如需要防爆)以及容量特别大的变频器才采用这种方式。
水冷变频器在欧洲已有近十年的历史,广泛应用于轮船、机车等高功率且空间有限的场合。相对于传统的风冷变频器,水冷变频器更有效地解决了散热问题,从而使高功率变频器的体积大大缩小,性能更加稳定。体积的减小意味着节省了设备安装空间,从而有效地解决了很多特殊场合对变频器体积的要求。如芬兰VACON公司的400kW水冷变频器,其体积仅为同等级的风冷变频器的五分之一。

变频器的散热方式

图3 水冷散热方式
资料表明,散热器表面经电泳涂漆发黑或阳极氧化发黑后,其散热量在自然冷却情况下可提高10~15%,在强迫风冷情况下可提高20~30%,电泳涂漆后表面耐压可达500~800V。所以在选择散热器及制定加工工艺时,对散热器进行上述工艺处理会大大提高本身的散热能力,还可以增强绝缘性,降低了因安装不当造成的爬电距离过小,电气间隙不够等带来的不利影响。
散热效果优劣与安装工艺有密切关系,安装时应尽量增大功率模块与散热器的接触面积降低热阻,提高传热效果。在功率器件与散热器之间涂一层薄薄的导热硅脂可以降低热阻25~30%。如需要在功率器件与散热器之间加绝缘或加垫块来方便安装,建议使用低热阻材料:薄云母,聚酯薄膜或紫铜块,铝块。合理安排器件在散热器上的位置,单件安装时应使器件位于散热器基面中心位置,多件安装时应均匀分布。紧固器件时需保证扭力一致。安装完毕后不宜对器件及散热器再进行机械加工,否则会产生应力,增加热阻。单面肋片式散热器,适于在设备外部作自然风冷,即利于功率器件的通风又可降低机内温度。自然风冷时,应使散热器的断面平行于水平面的方向;强迫风冷时,应使气流的流向平行于散热器的肋片方向。
无论采用哪种散热方式,都应根据变频器的容量,确定它的功耗,选择适当的风机,以及适当的散热器,达到优良的性价比,同时也应将变频器所使用的环境因素充分考虑到。针对环境比较恶劣(高温,高湿,煤矿,油田,海上平台)的情况,必须采取相应的措施,确保变频器正常可靠的运行。从变频器本身,应尽可能的避免不利因素的影响,例如针对灰尘、风沙的影响可以进行密封处理,只有散热器风道与外界空气接触,避免了对变频器内部的影响;针对盐雾,潮湿等可以对变频器各部件进行绝缘喷涂处理;野外作业用变频器要加防护,做到防雨、防晒、防雾、防尘;对于高温高湿环境可以增加空调等设备进行降温除湿,给变频器一个良好的环境,确保变频器可靠运行。

相关阅读

高低压配电室各种通道最小宽度全解析

配电室通道宽度是电气设计和安全管理的核心参数,直接关系到设备操作、维护检修、应急逃生和设备运输的安全。本文基于最新国家标准,全面解析高低压配电室各类通道的最小宽度要...
2026-06-07
高低压配电室各种通道最小宽度全解析

变压器铁芯及金属构件可靠接地的必要性

有关变压器安全接地的问题,变压器铁芯及其他金属构件必须可靠接地,变压器在试验或运行中,由于静电感应,铁芯与接地金属件会产生悬浮电位,电位差超过绝缘强度时会放电,所...
2024-03-18

电工基础:三相交流电源(37)

【点击领取】 三菱案例 | 西门子案例 | 电工手册 | 工具箱 软件 【点击获取】 三菱PLC例程117个|西门子PLC例程777个 【点击下载】 2020新电工仿真软件 本次文章是 技成培训 杨思慧老师通...
2023-06-27

电气运行核心必备知识总结30条

电气运行是电力生产、工矿企业供配电、电网输变电环节的核心工作,直接决定着电力系统的安全稳定、设备使用寿命与现场人员的人身安全。电气运行工作“差之毫厘,谬以千里&...
2026-06-08

开关电源各种保护电路实例详细解剖

输入欠压保护电路 一、输入欠压保护电路一 1、概述(电路类别、实现主要功能描述): 该电路属于输入欠压电路,当输入电压低于保护电压时拉低控制芯片的供电Vcc,从而关闭输出。...
2023-05-22
开关电源各种保护电路实例详细解剖

热销商品

德国进口雅马哈风力灭火机大功率手提森林灭火器落叶工地吹雪机汽

德国进口雅马哈风力灭火机是一款高效、可靠的森林灭火和清理设备。它拥有大功率风机,能够迅速吹散落叶、杂草和积雪,有效清理工地和森林地面。这款灭火机采用先进技...
¥ 692.5

3M自粘橡胶条高硬度耐压实心幕墙玻璃舞台搭建货架专用减震密封条

3M自粘橡胶条是一款专为高要求工业及建筑场景设计的高性能密封减震材料,采用高硬度实心橡胶材质,具备优异的耐压性、抗老化性和持久弹性。其独特的自粘背胶设计,安装...
¥ 1.6

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

电位器旋钮电流调节螺帽直流逆变电焊机二保焊送丝机通用旋钮B102

电位器旋钮电流调节螺帽适用于直流逆变电焊机和二保焊送丝机,是一款通用的旋钮B102。该旋钮采用优质材料制造,具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀等特点,能够长时间稳定运行...
¥ 0.7

西门子开关插座无框皓彩米绒白亚光二三插USB10A五孔一开旗舰店

西门子开关插座无框皓彩米绒白亚光二三插USB10A五孔一开旗舰店,作为西门子品牌的专卖店,提供了一系列高品质、设计新颖的家居电气产品。这里销售的开关插座采用无框...
¥ 8.77

网站栏目