变频器散热系统的优化

散热设计是整个结构设计的重点，也是关乎整机性能的关键。散热形式分为三种：自冷、风冷和水冷。合康变频器通常采用风冷散热，一般要设计独立的散热风道（独立风道指风所经过的通道与整机其它部件相隔离）。风机安放在进风端是吹风方式，安放在出风口为抽风方式。两种方式可按实际情况灵活选用。合康变频主要通过散热器的优化和风道的优化来实现变频器散热系统的优化设计。

（一）散热器的优化

合康变频使用的散热器以型材散热器和插片式散热器为主。小功率变频器一般选择型材散热器。型材散热器采用压注法可以将散热片做成多种立体形状，散热片可根据需求做成各种复杂形状，因工艺简单而被广泛采用。

大功率变频器一般采用插片式散热器。由于大功率变频器发热相对严重，插片散热器的散热片细长比较型材散热器可高60倍以上，在相同体积内散热面积可以大大增加，提高散热效果，且散热片可选用不同材质制作。缺点是利用导热膏和焊锡结合散热片会存在介面阻抗问题，从而影响散热。

上述两种散热器的设计优化可以通过散热器大小、基板厚度、散热片间距等参数来实现。

散热片的基板厚度对提高散热片的效率有很大影响，基板足够厚够厚才能保证足量的热能顺利传到所有的散热片。但底部太厚会造成材料的浪费和热累积，从而导致热传能力下降。好的基板设计必须保证厚度由热源部分向边缘部份渐薄，才可使散热片由热源部分吸热，然后向周围较薄的部分迅速传递。合康变频通过热仿真软件对变频器进行热分析，如图1，通过图中温度和流场的显示来了解温度分布和风速大小，根据温升结果来判断该散热器是否能满足散热需求。如果分析结果显示模块温升过高，则可以通过改变散热器大小、基板厚度和散热片间距等参数设计最优的散热器，使散热器满足散热需求，提高整机运行的性能，避免散热器反复打样。

图1 散热器温度分布和风速大小

（二）风道的优化

如图2所示，变频器风道设计一般采用吹风和抽风两种设计方式。

图2 变频器抽风（左）和吹风（右）方式

如图3所示，合康变频器在风扇出风口和散热器之间加了一块导风板，风扇吹出来的风会沿着导风板均匀的进入散热器，提高了风扇的利用率。通过风道的优化，提高散热器换热能力，可缩小散热器的尺寸，让机箱尺寸整体减小，降低了变频器的生产成本。