防爆變頻器散熱處理-依客思解讀

防爆變頻器 - 技術難點

　　防爆變頻器功率器件的散熱

　　首先，散熱是防爆變頻器遇到zui大的難題。在變頻器內部：逆變模塊是發熱zui多的器件，據專家詁計：它約占整個變頻器所有散熱量的一半；整流模塊也是發熱相當多的，它所發的熱量約占整個變頻器的45%；而剩下的5%則是電解電容、充電電阻、均壓電阻以及印制板上的發熱元件等所發生的熱量。

　　熱管是一種傳熱性*的人工構件，它利用“相變"傳熱的原理與金屬銅、鋁等實體材料和天然傳熱方式*不同。其有效導熱性是銅、鋁等有色金屬的成百上千倍。常用的熱管由三部分組成：主體為一根封閉的金屬管，內部有少量工作介質和毛細結構，管內的空氣及其他雜物必須排除在外。熱管工作時利用了三種物理學原理:（1）在真空狀態下，液體的沸點降低；（2）同種物質的汽化潛熱比顯熱高得多；（3）多孔毛細結構對液體的抽吸力可使液體流動。與熱源靠近的一段(蒸發段)內的液體吸熱而蒸發，蒸汽攜帶汽化潛熱經空腔流向另一段(冷凝段)，汽體經管壁與外界冷媒體換熱放出潛熱而完成了傳熱任務，冷凝成液體，經毛細結構的抽吸或重力回流到蒸發段進入下一個工作循環。

　　熱管散熱器就是利用熱管技術對散熱器進行改進而制作出來的新品。對于雙面散熱的分立電力電子器件，風冷的全銅或全鋁散熱器的熱阻只能達到0.04 ℃/W。而這種熱管散熱器的熱阻達到0.01 ℃/W。在自然對流冷卻條件下，熱管散熱器比實體散熱器的性能可提高10倍以上。熱管散熱器可以采用自冷的方式，無需風扇，沒有噪音，免維修，安全可靠。

　1：　防爆變頻器的散熱就采用這種熱管散熱器，將功率器件安裝在散熱器的蒸發段，同時密封在防爆殼內，熱量就通過蒸發段傳到冷凝段而散發出去。

  2：采用空氣循環散熱系統，變頻器箱內裝排風電扇，使防爆變頻箱體內，空氣循環，降低變頻器的外部溫度，從而達到防爆變頻器的散熱效果。

　　非電解電容濾波

　　電解電容在變頻器中是一種易損件。在通常的通用變頻器說明書中，都提到了電解電容需要4～5年更換一次。但實際工作中，由于變頻器的使用環境、使用條件以及變頻器的設計等諸多問題，導致電解電容損壞的現象屢見不鮮，何況將其安裝于防爆殼內呢？通常，電解電容的工作溫度zui高是85℃，再且，電解電容長期工作在高溫下，壽命會大大減少。

　　電解電容等所組成的直流回路在變頻器中所起到的作用：

　　（1）由于在脈寬調制過程中產生有無功功率和諧波功率。電解電容就是與整流器、逆變器交換這些無功功率和諧波功率的。

　　（2）與異步電動機交換無功功率。

　　（3）濾除由于器件高頻開關動作造成的直流電壓的紋波；

　　（4）當負載發生變化時，在整流器的慣性延時期間內，支撐中間回路的電壓，將直流電壓的波動維持在限定范圍內，使其保持穩定。

　　由于中間回路與兩端變流器（整流器和逆變器）之間存在著復雜的能量交換過程，人們常常通過系統仿真，按照以下準則來判斷經驗取值的正確性。這些準則包括：

　　（1）工作過程中，中間回路直流電壓是穩定的，連續的，沒有間斷，峰—峰波動值不超過規定的允許值。

　　（2）中間回路的損耗應保持zui小。

　　（3）所選擇的電容器的參數不會影響整個系統的穩定性。

　　（4）應當成功的抑制逆變器和電機之間發生的暫態過程，保持系統穩定。

　　如果有一種電容，也能起到上述與電解電容相差不大的作用，又不容易損壞，發熱少，那就可以了。經過了無數次用非電解電容（無感電容）代替電解電容的實驗，結論是可行的。這種方法已申報了國家。

　　防爆變頻器 - 特點及應用

　　由于防爆變頻器具有防塵、防潮、防爆等優點，它主要用于煤礦、石油天然氣、石油化工和化學工業。此外，在紡織、冶金、城市煤氣、交通、糧油加工、造紙、醫藥等部門也可以應用。防爆變頻器通常用于驅動泵、風機、壓縮機和其他傳動機械。隨著交流調速系統的飛速發展，它也將有更廣泛的應用。