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變頻器的散熱方式如何選擇

發(fā)布時(shí)間: 2014-09-11    來源: 深圳協(xié)恒達(dá)電子

        變頻器作為一種變流器在運(yùn)行過程中要產(chǎn)生一定的功耗。由于使用器件不同，控制方式不同，不同品牌，不同規(guī)格的變頻器所產(chǎn)生的功耗也不盡相同。（軸流風(fēng)機(jī)）資料表明變頻器的功耗一般為其容量的4~5%。其中逆變部分約占50%，整流及直流回路約40%，控制及保護(hù)電路為5~15%。10℃法則表明當(dāng)器件溫度降低10℃，器件的可靠性增長一倍?？梢娙绾翁幚碜冾l器的散熱，降低溫升，提高器件的可靠性，從而延長設(shè)備的使用壽命，更好的服務(wù)于社會是多么重要。

散熱方式的分類
變頻器的散熱分為以下幾種:自然散熱，強(qiáng)迫風(fēng)冷，水冷。

1、自然散熱
對于小容量的變頻器一般選用自然散熱方式，其使用環(huán)境應(yīng)通風(fēng)良好，無易附著粉塵及飄浮物。此類變頻器的拖動對象多為家用空調(diào)、數(shù)控機(jī)床之類，功率很小，使用環(huán)境比較優(yōu)良。

另外一種使用自然散熱方式的變頻器容量并不一定小，那就是防爆變頻器。對于此類變頻器小容量可以選用一般類型的散熱器即可，要求散熱面積在允許的范圍內(nèi)盡可能的大一些，散熱肋片間距小一些，盡可能的增加熱輻射面積。對于大容量的防爆變頻器，如使用自然散熱方式建議使用熱管散熱器。熱管散熱器是近年來新興的一種散熱器，它是熱管技術(shù)與散熱器技術(shù)結(jié)合的一種產(chǎn)品，它的散熱效率極高，可以將防爆變頻器的容量做的比較大，可達(dá)幾百kVA。這種散熱器相對普通散熱器，所不同之處就是體積相對大，成本高。這種散熱方式與水冷方式(后面將論述)相比較還是有優(yōu)勢的:水冷要用水冷器件，水冷散熱器以及必不可少的水循環(huán)系統(tǒng)等等，其成本比使用熱管散熱器散熱高。業(yè)界反映熱管散熱器性能好，值得推廣。

2、強(qiáng)迫風(fēng)冷
強(qiáng)迫風(fēng)冷是普遍采用的一種散熱方式。隨著半導(dǎo)體器件的發(fā)展，半導(dǎo)體器件散熱器也得到了飛速的發(fā)展，趨向標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，通用化;而新產(chǎn)品則向低熱阻，多功能，體積小，重量輕，適用于自動化生產(chǎn)與安裝等方向發(fā)展。世界幾大散熱器生產(chǎn)商，產(chǎn)品多達(dá)上千個(gè)系列，并全部經(jīng)過測試，提供了使用功率與散熱器熱阻曲線，為用戶準(zhǔn)確選用提供了方便。同時(shí)散熱風(fēng)機(jī)的發(fā)展也相當(dāng)快，呈現(xiàn)出體積小，長受命，低噪聲，低功耗，大風(fēng)量，高防護(hù)的特點(diǎn)。。強(qiáng)迫風(fēng)冷正是由于使用的器件(風(fēng)機(jī)、散熱器)選擇比較容易，成本不是太高,變頻器的容量可以做到從幾十到幾百kVA，甚至更高(采取單元并聯(lián)方式)才被廣為采用。

3、水冷
水冷是工業(yè)冷卻較常用的一種方式。針對變頻器這種設(shè)備選用該方式散熱的很少，因?yàn)樗某杀靖?，體積大，再由于通用變頻器的容量在幾kVA到近百kVA，容量不是很大，很難將性價(jià)比做到讓用戶接受的程度，只有在特殊場合(如需要防爆)以及容量特別大的變頻器才采用這種方式。

4、小結(jié)
無論采用哪種散熱方式，都應(yīng)根據(jù)變頻器的容量，確定它的功耗，選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)機(jī)，以及適當(dāng)?shù)纳崞?，達(dá)到優(yōu)良的性價(jià)比，同時(shí)也應(yīng)將變頻器所使用的環(huán)境因素充分考慮到。針對環(huán)境比較惡劣(高溫，高濕，煤礦，油田，海上平臺)的情況，必須采取相應(yīng)的措施，確保變頻器正常可靠的運(yùn)行。從變頻器本身，應(yīng)盡可能的避免不利因素的影響，例如針對灰塵、風(fēng)沙的影響可以進(jìn)行密封處理，只有散熱器風(fēng)道與外界空氣接觸，避免了對變頻器內(nèi)部的影響;針對鹽霧，潮濕等可以對變頻器各部件進(jìn)行絕緣噴涂處理;野外作業(yè)用變頻器要加防護(hù)，做到防雨，防曬，防霧，防塵;對于高溫高濕環(huán)境可以增加空調(diào)等設(shè)備進(jìn)行降溫除濕，給變頻器一個(gè)良好的環(huán)境，確保變頻器可靠運(yùn)行。

散熱器散熱效果及選用原則的討論
資料表明，散熱器表面經(jīng)電泳涂漆發(fā)黑或陽極氧化發(fā)黑后，其散熱量在自然冷卻情況下可提高10~15%，在強(qiáng)迫風(fēng)冷情況下可提高20~30%，電泳涂漆后表面耐壓可達(dá)500V~800V。

所以在選擇散熱器及制定加工工藝時(shí)，對散熱器進(jìn)行上述工藝處理會大大提高本身的散熱能力，還可以增強(qiáng)絕緣性，降低了因安裝不當(dāng)造成的爬電距離過小，電氣間隙不夠等帶來的不利影響。