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西門子變頻器的散熱處理方案

更新時間:2014-08-19      點擊次數(shù):1607

西門子變頻器的散熱處理方案

在高壓循環(huán)水泵電動機的轉(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行變頻調(diào)速,控制循環(huán)水泵電機,極大地改善了工藝操作人員工作條件,提高了設(shè)備的起動性能,實現(xiàn)了無級調(diào)速,而且節(jié)約了電能,從而達到節(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)部元件對環(huán)境要求比較嚴(yán)格,溫度過高而引起的設(shè)備故障比例較大,因此必須使西門子變頻器散熱降溫,來確保變頻器安全長周期運行。
  
  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臺三相離心風(fēng)機進行散熱,功率控制柜頂為2臺風(fēng)機,變壓器柜頂為2臺風(fēng)機。三相風(fēng)機額定風(fēng)量為3300m3/h。
  
  當(dāng)西門子變頻器滿負(fù)荷工作時,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),將會使室內(nèi)溫度迅速升高,嚴(yán)重影響變頻器的正常運行。
  
  3、西門子變頻器散熱問題的解決
  
  西門子變頻器散熱可以通過在變頻器室內(nèi)安裝空調(diào)、加裝風(fēng)道或采用水空冷裝置來實現(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)道的方式來解決高壓變頻器室內(nèi)溫度升高的問題。
  
  具體作法是在機柜上面安裝風(fēng)道,將西門子變頻器產(chǎn)生的熱量通過風(fēng)道直接排放到室外,由變頻器室的進風(fēng)口不斷補充冷風(fēng),對系統(tǒng)進行冷卻。
  
  西門子PLC系統(tǒng)的通風(fēng)量為qf,假定進風(fēng)口的風(fēng)速v不超過3m/s,由qf=s×v可知,進風(fēng)口的面積s≈qf/v。由此計算出進風(fēng)口的面積約為4m2,并且在進風(fēng)口設(shè)置了空氣過濾網(wǎng),過濾網(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)以上條件計算出△t=50000/(3300×4×1.005×1.165)=3.24℃(空氣進口與出口的溫差)。
  
  采用開放式風(fēng)道冷卻,室外環(huán)境溫度小于28℃時,設(shè)備運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℃的運行環(huán)境要求。經(jīng)過風(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運行環(huán)境溫度的要求,從而,保證了高壓變頻器室內(nèi)良好的運行環(huán)境。

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