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西門子變頻器的散熱處理方案
閱讀：1653 發(fā)布時(shí)間：2014-8-19西門子變頻器的散熱處理方案
在高壓循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是不可調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)中,，采用了容量為1250kw的znr型智能高壓西門子變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速,，控制循環(huán)水泵電機(jī),，極大地改善了工藝操作人員工作條件,，提高了設(shè)備的起動(dòng)性能，實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)調(diào)速,，而且節(jié)約了電能,，從而達(dá)到節(jié)能降耗、減少設(shè)備噪聲污染的目的,。由于高壓變頻器內(nèi)部元件對(duì)環(huán)境要求比較嚴(yán)格,，溫度過(guò)高而引起的設(shè)備故障比例較大，因此必須使西門子變頻器散熱降溫,，來(lái)確保變頻器安全長(zhǎng)周期運(yùn)行,。
2、變頻器組成
高壓變頻調(diào)速系統(tǒng),，它主要由以下三部分組成：旁路柜,、變壓器柜、功率控制柜,。廠家為使高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)能夠很好的散熱,，使用4臺(tái)三相離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行散熱，功率控制柜頂為2臺(tái)風(fēng)機(jī),，變壓器柜頂為2臺(tái)風(fēng)機(jī),。三相風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量為3300m3/h,。
當(dāng)西門子變頻器滿負(fù)荷工作時(shí),，其總損耗（轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃浚┘s為系統(tǒng)額定功率的4%，1250kw的高壓西門子變頻器的zui大散熱功率為,，1250×4％＝50kw,。如此大的熱量如果全部排放到安裝變頻器的室內(nèi)，將會(huì)使室內(nèi)溫度迅速升高,，嚴(yán)重影響變頻器的正常運(yùn)行,。
3、西門子變頻器散熱問(wèn)題的解決
西門子變頻器散熱可以通過(guò)在變頻器室內(nèi)安裝空調(diào),、加裝風(fēng)道或采用水空冷裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)冷卻,。如果采用加裝空調(diào)方式，1匹空調(diào)的制冷量大致為2000大卡,，換算成單位乘以1.162,，5匹空調(diào)的制冷量為11.6kw，要想滿足MT8100ie系統(tǒng)需要,，至少需6個(gè)5匹的空調(diào),，這將大大增加了投資成本,。而在高壓西門子變頻器上加裝水空冷裝置，其施工難度較大,，因此我們選擇了在變頻器室加裝通風(fēng)風(fēng)道的方式來(lái)解決高壓變頻器室內(nèi)溫度升高的問(wèn)題,。
具體作法是在機(jī)柜上面安裝風(fēng)道，將西門子變頻器產(chǎn)生的熱量通過(guò)風(fēng)道直接排放到室外,，由變頻器室的進(jìn)風(fēng)口不斷補(bǔ)充冷風(fēng),，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。
西門子PLC系統(tǒng)的通風(fēng)量為qf,，假定進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)速v不超過(guò)3m/s,，由qf=s×v可知，進(jìn)風(fēng)口的面積s≈qf/v,。由此計(jì)算出進(jìn)風(fēng)口的面積約為4m2,，并且在進(jìn)風(fēng)口設(shè)置了空氣過(guò)濾網(wǎng)，過(guò)濾網(wǎng)的網(wǎng)孔為5×5mm,。
根據(jù)風(fēng)冷系統(tǒng)的散熱原理,，
△q=△t×qf×cp×ρ
式中：
△q—系統(tǒng)總的損耗功率；
△t—空氣進(jìn)口與出口的溫差,；
qf—總的通風(fēng)量,；
cp—空氣的比熱：1005j/kg℃；
ρ—空氣的密度：1.165kg/m3,。
根據(jù)以上條件計(jì)算出△t=50000/（3300×4×1.005×1.165）=3.24℃（空氣進(jìn)口與出口的溫差）,。
采用開放式風(fēng)道冷卻，室外環(huán)境溫度小于28℃時(shí),，設(shè)備運(yùn)行溫度能夠維持在變壓器76℃,、功率柜33℃以下，*符合高壓西門子變頻器變壓器柜溫度小于95℃,、功率柜的溫度小于40℃的運(yùn)行環(huán)境要求,。經(jīng)過(guò)風(fēng)道散熱后，可以將高壓變頻器室內(nèi)的環(huán)境溫度控制在40℃以下,，滿足了高壓變頻器對(duì)運(yùn)行環(huán)境溫度的要求,，從而，保證了高壓變頻器室內(nèi)良好的運(yùn)行環(huán)境,。