西门子变频器的散热处理方案

在高压循环水泵电动机的转速是不可调节的控制系统中，采用了容量为1250kw的znr型智能高压西门子变频器进行变频调速，控制循环水泵电机，极大地改善了工艺操作人员工作条件，提高了设备的起动性能，实现了无级调速，而且节约了电能，从而达到节能降耗、减少设备噪声污染的目的。由于高压变频器内部元件对环境要求比较严格，温度过高而引起的设备故障比例较大，因此必须使西门子变频器散热降温，来确保变频器安全长周期运行。
　　
　　2、变频器组成
　　
　　高压变频调速系统，它主要由以下三部分组成：旁路柜、变压器柜、功率控制柜。厂家为使高压变频调速系统能够很好的散热，使用4台三相离心风机进行散热，功率控制柜顶为2台风机，变压器柜顶为2台风机。三相风机额定风量为3300m3/h。
　　
　　当西门子变频器满负荷工作时，其总损耗（转变为热量）约为系统额定功率的4%，1250kw的高压西门子变频器的zui大散热功率为，1250×4％＝50kw。如此大的热量如果全部排放到安装变频器的室内，将会使室内温度迅速升高，严重影响变频器的正常运行。
　　
　　3、西门子变频器散热问题的解决
　　
　　西门子变频器散热可以通过在变频器室内安装空调、加装风道或采用水空冷装置来实现冷却。如果采用加装空调方式，1匹空调的制冷量大致为2000大卡，换算成单位乘以1.162，5匹空调的制冷量为11.6kw，要想满足MT8100ie系统需要，至少需6个5匹的空调，这将大大增加了投资成本。而在高压西门子变频器上加装水空冷装置，其施工难度较大，因此我们选择了在变频器室加装通风风道的方式来解决高压变频器室内温度升高的问题。
　　
　　具体作法是在机柜上面安装风道，将西门子变频器产生的热量通过风道直接排放到室外，由变频器室的进风口不断补充冷风，对系统进行冷却。
　　
　　西门子PLC系统的通风量为qf，假定进风口的风速v不超过3m/s，由qf=s×v可知，进风口的面积s≈qf/v。由此计算出进风口的面积约为4m2，并且在进风口设置了空气过滤网，过滤网的网孔为5×5mm。
　　
　　根据风冷系统的散热原理，
　　
　　△q=△t×qf×cp×ρ
　　
　　式中：
　　
　　△q—系统总的损耗功率；
　　
　　△t—空气进口与出口的温差；
　　
　　qf—总的通风量；
　　
　　cp—空气的比热：1005j/kg℃；
　　
　　ρ—空气的密度：1.165kg/m3。
　　
　　根据以上条件计算出△t=50000/（3300×4×1.005×1.165）=3.24℃（空气进口与出口的温差）。
　　
　　采用开放式风道冷却，室外环境温度小于28℃时，设备运行温度能够维持在变压器76℃、功率柜33℃以下，*符合高压西门子变频器变压器柜温度小于95℃、功率柜的温度小于40℃的运行环境要求。经过风道散热后，可以将高压变频器室内的环境温度控制在40℃以下，满足了高压变频器对运行环境温度的要求，从而，保证了高压变频器室内良好的运行环境。