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高压变频控制柜的工作原理

时间 : 2020-08-21    浏览量 : 142


高压变频控制柜的工作原理

 

虽然高压变频控制柜是一种非常有效的调速装置,但在运行中仍有大约2个点-4个点的损耗,这些损耗转化为热量并zui终消散在大气中。如何将热量顺利带出是变频控制柜设计中一个非常重要的问题。

 

高压变频控制柜的冷却方法和原理是什么?

 

一、为什么高压变频控制柜要散热?热量从哪里来

 

高压变频控制柜的发热元件主要有两部分:一部分是整流变压器,另一部分是功率元件。功率元件的散热方法是关键。现代变频控制柜一般采用空气冷却或水冷却。当功率较小时,空冷可以满足要求。当功率很高时,有必要让水通过散热器来带走水流的热量。由于散热器通常具有不同的电位,因此需要使用绝缘强度更好的水,通常是纯水,其离子含量低于普通蒸馏水。在水循环系统中,通常会添加离子树脂交换器,因为散热器上的金属离子会不断溶解到水中,这些离子需要被吸附和去除。

 

高压变频控制柜的冷却方法和原理是什么?

 

应该说,从散热的角度来看,水冷是非常理想的。然而,水循环系统技术要求高,安装复杂,维护工作量大,一旦泄漏,会带来anquan隐患。因此,当空气冷却可以用来解决问题时,不要使用水冷却。毕竟,空气冷却所能解决的冷却能力是有限度的,这与技术范畴有关。例如,ABB的ACS1000系列三电平变频控制柜需要2000千瓦以上的水冷却,而美国罗宾康公司和AB公司仍然使用3200千瓦/6千伏变频控制柜的空气冷却。

二、高压变频控制柜常用的三种散热方法

二、高压变频控制柜常用的三种散热方法

 

由于高压变频控制柜本体在运行中有一定的热损失,为了保证高压变频控制柜有一个良好的运行环境,有必要为变频控制柜房配备独立的冷却系统。考虑到冷却系统的投资、运行成本、设备维护和无故障运行时间,提出以下三种冷却系统解决方案:

 

1.空调的闭式冷却模式

 

为了提高高压大功率变频控制柜的应用稳定性,解决高压变频控制柜的环境散热问题。目前,常用的方法是:封闭式空调制冷。该方法主要是为高压变频控制柜提供一个具有隔热效果的固定房间,并根据高压变频控制柜的发热量和房间面积大小计算空调的制冷量,从而配备一定数量的空调。当空调用于制冷时,房间过大的建筑面积会增加空调的冷负荷。同时,由于变频控制柜排出的热空气不能被空调完全吸入和冷却,系统运行效率低,造成节能的二次浪费。变频控制柜室内冷热空气的循环如下图所示。高压变频控制柜的冷却方法和原理是什么?

 

变频控制柜从机柜前后吸入空气,变频控制柜内部的热量被机柜顶部的风扇带走并排放到室内。因此,在变频控制柜室的上部形成高温高压的旋风涡流区,在变频控制柜的前部形成负压区。在运行中,变频控制柜电源柜的前上部区域实际上吸入了刚排出冷却的热空气,形成了短路气流,不能达到有效的冷却效果。空调通常采用进风口和出风口的结构,在一定程度上与变频控制柜形成“抓风”现象,称为“混合循环区”。在该区域,由变频控制柜吸入的空气不完全是由空调冷却的冷空气,并且空调的冷却处理不冷却由变频控制柜排出的所有热空气,这导致整个冷却系统的低效运行。变频控制柜本身是一种节能装置,而常用的空调制冷会造成二次能源浪费。这种情况在大功率和超大功率变频应用系统中更为明显。

三、风道降温

三、风道降温

 

1.电源柜风道设计见下图:

 

从动力柜冷却系统图可以看出,动力单元内部冷却系统通过安装在单元内的风扇强制冷却单元内的散热器,使每个动力单元都能满足冷却要求。同时,由于动力装置中的风机吹走了热空气,在其入口处的机柜内形成了很强的负压,机柜外的大量冷空气进入高压变频空气,机组散热器被动力装置的风道冷却。同时,由于柜体顶部风机排出大量废气,在密闭气室中形成强大的负压,加速动力单元中的热空气进入密闭气室,然后通过柜体风机将其抽出高压变频控制柜的柜体。通过建立严密畅通的风道,并在功率单元中设计强制风冷,可以大大提高高压变频控制柜散热系统的散热能力和效率。同时,可以减小散热器和电源柜的体积,实现高压变频控制柜的小型化,为用户安装高压变频控制柜节省空间。

四.空气-水冷却系统

四.空气-水冷却系统

 

高压变频控制柜的工作环境温度通常为-5 ~ 40,环境粉尘含量低于950ppm。过高的温度会导致变频控制柜因过热保护而跳闸,过高的含尘量会导致变频控制柜通风滤网的过度更换、清洗和维护,增加维护成本。因此,采用冷却方式和系统结构非常重要。

 

为了解决高压变频控制柜运行环境的冷却和控制问题,提高系统的anquan性和可靠性,降低运行成本。它可以解决单位散热密度高、功率大的问题,有效提高系统的anquan性和可靠性,降低运行成本。

 

空气-水冷却系统是一种gaoxiao、环保、节能的冷却系统,其应用技术在国内处于lingxian地位。它已广泛应用于电力、钢铁等行业的高压大功率变频应用。与电力和空调等电子设备相比,该系统机械结构设计完整,具有明显的anquan性和可靠性。其主要原理是:变频控制柜的热空气通过风道直接通过空气冷却装置进行交换,变频控制柜损失的热量直接被冷却水带走;冷却的冷空气被排回房间。当流经风冷装置的冷水温度低于33时,可保证热空气流经散热片后,变频控制柜室内的环境温度控制在40以下,以满足变频控制柜对环境运行的要求。因此,确保了变频控制柜良好的室内工作环境。冷却水与循环空气完全隔离,水管路与变频机房外的高压设备明显隔离,确保高压机房不会受到防水、绝缘损坏等anquan威胁和事故。

 

同时,由于房间是封闭的,变频控制柜利用室内循环空气对设备进行冷却,具有粉尘程度低、维护量小的特点;减少了环境对逆变电源柜和控制柜运行稳定性的不利影响。

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