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        高壓變頻控制柜的工作原理

        時間 : 2020-08-21    瀏覽量 : 201


        高壓變頻控制柜的工作原理

         

        雖然高壓變頻控制柜是一種非常有效的調速裝置,但在運行中仍有大約2個點-4個點的損耗,這些損耗轉化為熱量并zui終消散在大氣中。如何將熱量順利帶出是變頻控制柜設計中一個非常重要的問題。

         

        高壓變頻控制柜的冷卻方法和原理是什么?

         

        一、為什么高壓變頻控制柜要散熱?熱量從哪里來

         

        高壓變頻控制柜的發熱元件主要有兩部分:一部分是整流變壓器,另一部分是功率元件。功率元件的散熱方法是關鍵?,F代變頻控制柜一般采用空氣冷卻或水冷卻。當功率較小時,空冷可以滿足要求。當功率很高時,有必要讓水通過散熱器來帶走水流的熱量。由于散熱器通常具有不同的電位,因此需要使用絕緣強度更好的水,通常是純水,其離子含量低于普通蒸餾水。在水循環系統中,通常會添加離子樹脂交換器,因為散熱器上的金屬離子會不斷溶解到水中,這些離子需要被吸附和去除。

         

        高壓變頻控制柜的冷卻方法和原理是什么?

         

        應該說,從散熱的角度來看,水冷是非常理想的。然而,水循環系統技術要求高,安裝復雜,維護工作量大,一旦泄漏,會帶來anquan隱患。因此,當空氣冷卻可以用來解決問題時,不要使用水冷卻。畢竟,空氣冷卻所能解決的冷卻能力是有限度的,這與技術范疇有關。例如,ABB的ACS1000系列三電平變頻控制柜需要2000千瓦以上的水冷卻,而美國羅賓康公司和AB公司仍然使用3200千瓦/6千伏變頻控制柜的空氣冷卻。

        二、高壓變頻控制柜常用的三種散熱方法

        二、高壓變頻控制柜常用的三種散熱方法

         

        由于高壓變頻控制柜本體在運行中有一定的熱損失,為了保證高壓變頻控制柜有一個良好的運行環境,有必要為變頻控制柜房配備獨立的冷卻系統??紤]到冷卻系統的投資、運行成本、設備維護和無故障運行時間,提出以下三種冷卻系統解決方案:

         

        1.空調的閉式冷卻模式

         

        為了提高高壓大功率變頻控制柜的應用穩定性,解決高壓變頻控制柜的環境散熱問題。目前,常用的方法是:封閉式空調制冷。該方法主要是為高壓變頻控制柜提供一個具有隔熱效果的固定房間,并根據高壓變頻控制柜的發熱量和房間面積大小計算空調的制冷量,從而配備一定數量的空調。當空調用于制冷時,房間過大的建筑面積會增加空調的冷負荷。同時,由于變頻控制柜排出的熱空氣不能被空調完全吸入和冷卻,系統運行效率低,造成節能的二次浪費。變頻控制柜室內冷熱空氣的循環如下圖所示。高壓變頻控制柜的冷卻方法和原理是什么?

         

        變頻控制柜從機柜前后吸入空氣,變頻控制柜內部的熱量被機柜頂部的風扇帶走并排放到室內。因此,在變頻控制柜室的上部形成高溫高壓的旋風渦流區,在變頻控制柜的前部形成負壓區。在運行中,變頻控制柜電源柜的前上部區域實際上吸入了剛排出冷卻的熱空氣,形成了短路氣流,不能達到有效的冷卻效果??照{通常采用進風口和出風口的結構,在一定程度上與變頻控制柜形成“抓風”現象,稱為“混合循環區”。在該區域,由變頻控制柜吸入的空氣不完全是由空調冷卻的冷空氣,并且空調的冷卻處理不冷卻由變頻控制柜排出的所有熱空氣,這導致整個冷卻系統的低效運行。變頻控制柜本身是一種節能裝置,而常用的空調制冷會造成二次能源浪費。這種情況在大功率和超大功率變頻應用系統中更為明顯。

        三、風道降溫

        三、風道降溫

         

        1.電源柜風道設計見下圖:

         

        從動力柜冷卻系統圖可以看出,動力單元內部冷卻系統通過安裝在單元內的風扇強制冷卻單元內的散熱器,使每個動力單元都能滿足冷卻要求。同時,由于動力裝置中的風機吹走了熱空氣,在其入口處的機柜內形成了很強的負壓,機柜外的大量冷空氣進入高壓變頻空氣,機組散熱器被動力裝置的風道冷卻。同時,由于柜體頂部風機排出大量廢氣,在密閉氣室中形成強大的負壓,加速動力單元中的熱空氣進入密閉氣室,然后通過柜體風機將其抽出高壓變頻控制柜的柜體。通過建立嚴密暢通的風道,并在功率單元中設計強制風冷,可以大大提高高壓變頻控制柜散熱系統的散熱能力和效率。同時,可以減小散熱器和電源柜的體積,實現高壓變頻控制柜的小型化,為用戶安裝高壓變頻控制柜節省空間。

        四.空氣-水冷卻系統

        四.空氣-水冷卻系統

         

        高壓變頻控制柜的工作環境溫度通常為-5 ~ 40,環境粉塵含量低于950ppm。過高的溫度會導致變頻控制柜因過熱保護而跳閘,過高的含塵量會導致變頻控制柜通風濾網的過度更換、清洗和維護,增加維護成本。因此,采用冷卻方式和系統結構非常重要。

         

        為了解決高壓變頻控制柜運行環境的冷卻和控制問題,提高系統的anquan性和可靠性,降低運行成本。它可以解決單位散熱密度高、功率大的問題,有效提高系統的anquan性和可靠性,降低運行成本。

         

        空氣-水冷卻系統是一種gaoxiao、環保、節能的冷卻系統,其應用技術在國內處于lingxian地位。它已廣泛應用于電力、鋼鐵等行業的高壓大功率變頻應用。與電力和空調等電子設備相比,該系統機械結構設計完整,具有明顯的anquan性和可靠性。其主要原理是:變頻控制柜的熱空氣通過風道直接通過空氣冷卻裝置進行交換,變頻控制柜損失的熱量直接被冷卻水帶走;冷卻的冷空氣被排回房間。當流經風冷裝置的冷水溫度低于33時,可保證熱空氣流經散熱片后,變頻控制柜室內的環境溫度控制在40以下,以滿足變頻控制柜對環境運行的要求。因此,確保了變頻控制柜良好的室內工作環境。冷卻水與循環空氣完全隔離,水管路與變頻機房外的高壓設備明顯隔離,確保高壓機房不會受到防水、絕緣損壞等anquan威脅和事故。

         

        同時,由于房間是封閉的,變頻控制柜利用室內循環空氣對設備進行冷卻,具有粉塵程度低、維護量小的特點;減少了環境對逆變電源柜和控制柜運行穩定性的不利影響。

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