高压变频器空水冷系统研讨简介
变频器采用空水冷技术
变频器采用空水冷技术变频器是一种将交流电转化为可调频交流电的电子设备，主要用于调节电动机的转速和转矩。
一般来说，变频器在工作过程中会产生大量的热量，因此需要进行散热处理，以保证设备的正常运行。
目前，采用空水冷技术是变频器散热的一种主要方式，本文将对空水冷技术进行详细介绍。
空水冷技术是在变频器散热过程中，通过冷却水对散热元件进行冷却，从而降低散热元件的温度，提高变频器的散热效果。
相比于传统的风冷技术，空水冷技术具有以下几个优势：首先，空水冷技术可以显著提高散热效果。
冷却水的导热性能比空气要好得多，可以更快速地将热量带走，降低散热元件的温度。
而且，冷却水可以直接接触到散热元件，散热效果更加直接和充分。
其次，空水冷技术可以降低噪音。
传统的风冷技术需要通过风扇将热风排出，会产生噪音。
而空水冷技术中，冷却水直接接触散热元件，不需要风扇的辅助，从而减少了噪音的产生。
再次，空水冷技术可以提高可靠性。
由于冷却水导热性能好，可以更好地带走热量，从而降低了散热元件的温度。
高温是电子元器件容易发生故障的主要原因之一，因此空水冷技术可以提高变频器的可靠性。
最后，空水冷技术可以节约能源。
相比于风冷技术，空水冷技术不需要耗费额外的能量来驱动风扇，因此可以减少能源的消耗，提高能源利用效率。
在实际应用中，采用空水冷技术的变频器主要包括以下几个组成部分：水冷散热器、水泵、水箱和水管路等。
水冷散热器是空水冷技术的核心部件，主要由散热片、散热管和散热核心组成。
散热片和散热管负责将热量从散热器表面传导到散热核心，而散热核心则通过冷却水的流动将热量带走。
水泵负责将冷却水从水箱抽取出来，并将其送到散热器中，完成散热过程。
水箱则用于储存冷却水，以供水泵循环使用。
水管路则将散热器、水泵和水箱连接在一起，形成一个闭合的冷却系统。
需要注意的是，在采用空水冷技术的过程中，对冷却水的选择和管理十分重要。
合适的冷却水可以提高散热效果，增加整个系统的可靠性。
变频器采用空水冷技术
变频器采用空水冷技术方案概述：变频器部使用功率电力电子元件、滤波支撑电容及大量电子器件，使用环境温度不仅影响设备运行的可靠性，同时也影响设备的使用寿命及运行维护成本，因此控制变频器的运行环境温度非常重要；变频器通过电力电子器件实现频率的变化，其有一定损耗，由于高压变频器所拖电机功率较大，变频器的发热量较大，采用直接空气交换时（自然风进，热风排出），室温度可控制与环境温度一致，成本较低，但环境灰尘进入设备，影响设备的稳定性与可靠性，不建议使用；采用空调导出变频器室温度时，空调容量较大，需长期运行，消耗电能较多；而采用空水冷方式，热量由循环水带走，其运行成本较低，是大功率变频器或变频吕集中使用最佳的冷却方式； 空水冷技术方案： 系统示意图：加压风机风水冷频器上部排风机排出热风通过收风罩汇集，通过集风管联接至加压风机，加压风机把热风送至换热器，冷却水带走热量，风温降低后返回变频器室，再被吸入变频器完成风系统循环。
电气控制原理图：变频器可与消防系统联锁，当出现火警时停运冷却回路，加压风机可利用变频器的一些信号控制，利用变频器散热风机的运行控制信号与变频器运行状态信号启动加压风机，实现机组与变频器联锁运行，即：变频器运行、机组运行；变频器停机、机组停机；并通过热保护及逻辑判断风机状态。
水路示意图：为方便机组的维修维护，机组的冷却水通过阀门与总的进水管、回水管连接，由于变频器运行环境温度相对越低越好，因此不控制水流量，室温度随环境温度变化而变化，不高于变频器的使用环境温度。
安装示意图：风道根据变频器功率大小配置一套或两套换热器，1250KW变频器配置一台60KW的换热器，2500KW变频器配置2台60KW变频器，560KW配置一台30KW换热器；外部可使用如上风管，也可使用U型管件，扣在墙壁上形成循环回路。
鉴于环境循环水水质情况，建议使用不锈钢管换热器，其技术参数如下：赛唯热工设备赛唯换热设备制造Customer（客户名称）:Project（项目）：变压器房冷却器60KWFAX/TEL：日期：2016-11-11 空气换热器设计参数(Heat Exchanger Spedification)Project（项目）：变压器房冷却器30KWFAX/TEL：日期：2016-11-11 空气换热器设计参数(Heat Exchanger Spedification)若采用铜管铝翅片，其参数如下：赛唯热工设备赛唯换热设备制造Customer（客户名称）:Project（项目）：变压器房冷却器60KWFAX/TEL：日期：2016-11-10 空气换热器设计参数(Heat Exchanger Spedification)FAX/TEL：日期：2016-11-10 空气换热器设计参数(Heat Exchanger Spedification)工程容：1250KW变频器：集风罩一套，加压风机一套、60KW换热器一套、控制器一台、U型风管一套、阀门2套、管道按现场配置2500KW变频器：集风罩两套，加压风机两套、60KW换热器两套、控制器一台、U型风管两套、阀门4套、管道按现场配置650KW变频器：集风罩一套，加压风机一套、30KW换热器一套、控制器一台、U型风管一套、阀门2套、管道按现场配置。
对变频器自身的冷却系统的特点和应用情况的分析
对变频器自身的冷却系统的特点和应用情况的分析一、高压变频器的冷却问题的分析高压变频器的自身冷却和环境散热问题是高压变频系统应用中不可忽视的重要问题之一。
尽管高压变频器是一个高效的调速装置，但即使在满载运行情况下也有2～4%的损耗；这其中绝大部分是以热量形式散失在空间当中的。
及时有效地将自身热量传递到设备外部，使系统工作温度在允许范围内是保证设备安全运行的关键因素。
高压变频装置中的输入隔离变压器和功率模块为高发热量电气设备，其中整流变压器的热量损耗大约占变频器总损耗的45％～60％。
1）输入隔离变压器的冷却问题分析输入隔离变压器采用H级干式变压器标准设计，绝缘材料能够耐受180℃的运行高温，变压器温升可达125K；标称容量为145℃自然冷却条件的有效容量值。
可以说，变压器对运行温度的要求并不敏感；只要运行温度低于理论设计值145℃，那么变压器就会满足使用要求。
但是，系统为了保证变压器的过载能力达到电气设计指标，冷却系统采用B级绝缘130℃的工作温度设计。
换句话说，变压器柜的冷却系统能够满足B级干式变压器的运行需要，无疑改善了H级干式变压器的运行条件，提高了运行效率，热量损失也随之降低。
因为变压器的运行温度越高，它的损耗越大、效率越低。
根据实际情况，变压器的冷却系统设计并没有采用严格的风道结构，而是增加了柜顶风机提高变压器柜的冷却风量来达到降低设备自身温度的目的。
冷却系统保证环境温度45℃情况下，变压器在110℃达到热平衡。
2）功率模块柜的冷却问题分析功率柜是变频器运行中的又一发热主体。
变频器中电力电子模块应有充分的通风量和冷却措施。
保证在允许结温下运行，离允许结温愈低，变流装置的可靠性愈高。
功率模块冷却方式可以风冷，水冷以及先进的热管技术。
在功率较小时，采用空气冷却就能够满足要求。
功率器件IGBT的最大允许运行温度（外壳温度）不能超过85℃，过高的温升会导致管压降加大、热损耗增加；形成恶性循环引起器件内热量累积，导致因温度过高而烧毁。
高压变频器空水冷系统研讨简介
直排风散定，不受外界环 可靠稳定，不受外界环境影响
可靠、稳定性：
可靠性差、受环境 影响
境影响
经济性：
投资成本低、运行 投资成本较高、运行成 一次性投资成本较高、运行成本低
成本非常低
本高
运行环境：
受外界环境粉尘影 响
环境粉尘少
环境粉尘少
维护：
维护周期短、一般 一周维护一次
维护周期中等，室外机 维护周期长，一般半年至一年对换
需经常清洗
热本体清洗一次
使用年限：
约8~10年
约3年
约8-10年。
(1)空－水冷却系统是一种利用高效、环保、节能的冷却系统。 (2)从变频器出来的热风，经过风管连接到内有固定水冷管的散热器中，散热器中通过 温度低于33℃的冷水，热风经过散热片后，将热量传递给冷水，变成冷风从散热片吹 出，热量被循环冷却水带走，保证变频器控制室内的环境温度不高于40℃。 安装空-水冷散热装置，要求必须在密闭环境中，为了提高冷却效果，安放设备的空间 尽可能小。流入空-水冷散热装置的水为工业循环水，为保护设备，要求循环水的PH值 为中性，且无腐蚀损坏铜铁的杂质，进水的水压一般为0.2～0.5Mpa，进水温度≤33℃。 (3)空-水冷散热装置的维护简单易行，一般半年维护1次，进行冷却管道冲洗。
(1)设备安装简单、快捷。 (2)设备使用寿命长、故障率低、性能可靠。 (3)设备的运营成本是同等热交换功率空调的1/4-1/5倍，在达到同等冷却量的条件下， 空调一至两年的耗电 即可购置并安装空-水冷散热系统。 (4)室内密闭冷却、干净卫生，变频器维护量低，提高变频器的稳定性。
空-水冷散热装置整体安装于高压变频器电气室墙外，采用风道与变频器的柜顶排气口 直接连接，提高了冷却器的设备运行效率，能够对变频器排出的热气直接降温处理。 同时，避免冷却水管线在高压室内布局容易出现破裂后漏水危及高压设备运行安全的 严重事故发生。 (1)在空-水冷散热系统的设计当中，为了防止空-水冷散热装置出口侧凝露冷风带水排 入室内，对空-水冷散热装置的出风口、风速等指标进行设计计算；保证良好的排压情 况下，运行安全稳定。 (2)为防止空-水冷散热装置漏水后进入室内，可在空-水冷散热装置的出口侧设置了淋 水板；当漏水或有积水时，可以直接排向室外。完整的冷却系统解决方案，有效减低 了辅助系统的故障率以及对主要设备的运行安全影响程度。 (3)空-水散热系统运行后室内空气形成闭式循环，彻底解决了变频室外空气湿度大、 粉尘多对变频器的影响。
高压变频器三种冷却系统及优缺点介绍
高压变频器三种冷却系统及优缺点介绍由于高压变频器本体在运行过程中有一定的热量散失，为保高压证变频器具有良好的运行环境，需要为变频器室配备一套独立的冷却系统。
综合冷却系统的投资和运营成本、设备维护量、无故障运行时间，现提出以下三种冷却系统解决方案：一、空调密闭冷却方式变频器从柜体的正面和后面吸入空气，经柜顶风机将变频器内部的热量带走排到室内。
从而在变频器室上部形成一个温度偏高、压力偏高的气旋涡流区，在变频器的正面部分形成一个偏负压区。
在运行中，变频器功率柜正面上部区域实际上是吸入刚排出的热风进行冷却，形成气流短路风不能达到有效的冷却效果。
空调通常采用下进上出风结构，从而与变频器在一定程度上形成了“抢风”现象，这就是“混合循环区”。
在这个区域变频器吸入的空气不完全是空调降温后的冷空气，空调的降温处理也没有把变频器排出的热空气全部降温，从而导致了整个冷却系统的运行效率不高。
变频器自身是节能节电设备，而通常采用的空调式冷却则造成能源的二次浪费。
这种情况在大功率、超大功率的变频应用系统中更加明显。
二、风道冷却功率单元内部散热系统通过安装在单元内的风机强制冷却单元里的散热器，使每一个功率单元满足散热需求，同时，由于功率单元内风机吹走热风，使其进风处的柜体内形成强力负压，柜外冷风大量进入高压变频气内，通过功率单元风道对单元散热器进行冷却。
同时，由于柜顶风机大量抽风，使其密闭风室内形成强力负压，加速功率单元内热风进入密闭风室，通过柜顶风机抽出高压变频器柜外。
通过建立严密畅通的风道，以及在功率单元内设计强制风冷，大大提高那高压变频器散热系统的散热能力和效率，同时，也可以减少散热器体积和功率柜体积，实现高压变频器的小型化，为用户安装高压变频器节省空间。
三、空－水冷却系统空－水冷却系统是一种利用高效、环保、节能的冷却系统,其应用技术在国内处于领先地位。
在电力、钢铁等行业的高压大功率变频应用中得到广泛的推广应用。
该系统由于其采用完全机械结构设计，较空调等电力、电子设备而言具有明显的安全、可靠性。
空水冷方案说明
1、变频器冷却系统的必要性
变频器在运行过程中会有一定的热量损耗，由于变频器在室内安装，如热量不能及时导出，室内环境温度会逐渐升高，变频器如果长期在高温环境中工作，会导致寿命缩短。
如果环境温度进一步升高至一定限度会导致变频器无法正常运行，从而有可能造成重大损失。
基于上述原因需要为变频器配置独立、可靠的冷却系统。
2、空-水冷却系统方案
a
中通有冷却水，从而使空气得以冷却降温，冷却降温后的空气再次进入变频器对变频器进行冷却，如此进行循环冷却。
e）空-水冷系统故障情况下采用外界通风冷却，不影响设备运行；
4、空-水冷却系统适用条件
空-水冷却系统需要现场满足如下条件：
a) 现场能够提供工业冷却水，水温≤33℃，且能够提供的空水冷却系统换热器入口水压范围
为0.25～0.45Mpa，回水压力在0.08～0.15Mpa之间；冷却水水质要求无大悬浮物、杂质，PH 值偏碱性＞7.2
b) 能够提供必要的冷却水流量，冷却系统需要的循环冷却水量为视变频器功率等级确定；
c) 需要为变频器配置独立的密闭房屋，且房屋具有100mm以上的保温层或隔热层；
d) 房屋净高不小于3.5m，在房屋长度方向的前方或后方有与房屋长度相当，宽度不小于3m
的施工和安装场地，供冷却系统设备的安装；
e) 现场能够提供380VAC/3PH三相四线电源，电源需求容量视空-水冷系统电功率而定；
5、技术服务
根据现场实际情况，为客户提供主要设备及清单、施工图纸和相关文件。
为现场施工提供技术指导、系统调试等技术服务。
现场涉及的管道、阀门、风道连接由客户负责组织施工。
6。
高压变频器室空-水冷却系统改造
空调 本 身 具有 一 定 的 除湿 效果 ，保 证 了变频 器 室室 内的干燥 ，不会 发生 冷凝现 象 ，但 如果 空调 出现 了问题 ，导致不 能正 常制 冷 ，将会 导致 变频 器室 内温 度 快速 升 高 。这 对变频 器 室 内的点检 周期及 点检人
】９
蒋超 友 。等 ：高压 变频 器 室空 一水冷 却 系统改 造
第 ３期 （总第 １９５期 ）
员 的责任 心要 求相 对较 高 。 ２．２．３ 空 一水 冷 系统
设备整体安装于高压变频器室墙外 ，冷却水与 循 环风完 全分 离 ，水 管线 在 变 频 室 外 与 高压 设 备 明 确 分离 ，确保 高压设 备 室不会 受 到 防水 、绝 缘破 坏等 安 全威胁 和 事故 ，避 免 冷却 水 管 线 在 高 压 室 内布 局 容 易 出现破 裂后 漏水 ，危 及 高压 设 备 运 行 安全 的严 重事 故 的发 生 。
，…‘。…‘‘…‘。…’‘…。’…’。…‘？
÷研究与开发 ÷
三…．．…．．…．．…．．…．．…．－…．二
莱钢 科技
２０１８年 ９月
高压 变频 器 室 空 一水 冷 却பைடு நூலகம்系统 改 造
蒋超友 ，张海龙 ，柏进财 ，张 帅 ，徐 霞 （能源 动力厂 ）
摘 要 ：变频 器在 节 能降耗 环 节 中发挥 了重要 作 用 ，而 变频 器在 工作 过 程 中会 产 生 大量 的 热 量 ，严 重威胁 变频 器 的安全运 行 。能 源动 力厂 采取 空 一水冷 的方式 进行 室 内降温 ，取 得 良好 效 果 ，提 高 了变频 器运行稳 定性 。 关键 词 ：空 一水冷 ；变频 器 ；运 行 ；稳 定性
高压变频器室空--水冷却系统改造分析与研究
高压变频器室空--水冷却系统改造分析与研究作者：宋鹏飞来源：《中国化工贸易·上旬刊》2020年第02期摘要：随着时代的发展，我国建设现代化的进程加快，水冷却系统的作用得到了广泛的关注和重视。
本文对高压变频器室空--水冷却系统改造分析与研究进行讨论，从其改造意义展开，提出了存在的问题和解决方案，进而提升水冷却系统的运行效率，促进其现代化的发展。
关键词：高压变频;水冷却系统;系统改造水冷却系统能够降低高温下变频器的温度，保障其稳固运行。
在此基础上，高压变频器室空--水冷却系统改造有利于实现工厂对于变频器温度的正常控制，促进其稳固运行。
既能够提升高压变频器的工作效率，又能够促进我国现代化进程的提升。
因此，有必要对高压变频器室空--水冷却系统改造展开讨论。
1 高压变频器室空--水冷却系统改造的意义由于煤化工等工业园区的锅炉系统存在着环境灰尘大等不利因素，导致了为锅炉风机供电的高压变频器运行环境差，原有的变频器室负压大，灰尘、水汽容易进入室内，造成变频器功率单元及设备滤网积灰严重，尤其雨雪天，空气湿度大，空气进入高压变频器后与灰尘混合，极易造成设备短路损坏。
同时恶劣的运行环境也不利于设备的维护保养。
而封闭式水冷却系统能够在温度较高的情况下，降低变频器的温度，使其在散热及循环中的良好运行得到保障。
这就很好的解决了现有环境问题造成的困扰。
同时因水冷却系统使得变频器运行环境得到了改善，其电气回路的耐压能力也得到了保障，提升了高压变频器的运行效率，大大增加了变频器电气回路的使用寿命，实现了工厂节能增效、稳定良好的发展。
在此基础上，水冷却系统改造能够实行我国技术的现代化的发展，促进我国机械建设产业化的创新与变革。
高压变频设备对于提升机械设备的运行效率和运行质量都有着不可或缺的作用，对于我国的产业升级和水冷却技术的更新换代都起着促进和转型的作用，实现我国技术手段的现代化发展，进而促进我国社会主义社会的建设，进而促进我国机械设备运行的转型升级。
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维护周期中等，室外机 维护周期长，一般半年至一年对换
需经常清洗
热本体清洗一次
使用年限：
约8~10年
约3年
约8-10年。
(1)空－水冷却系统是一种利用高效、环保、节能的冷却系统。 (2)从变频器出来的热风，经过风管连接到内有固定水冷管的散热器中，散热器中通过 温度低于33℃的冷水，热风经过散热片后，将热量传递给冷水，变成冷风从散热片吹 出，热量被循环冷却水带走，保证变频器控制室内的环境温度不高于40℃。 安装空-水冷散热装置，要求必须在密闭环境中，为了提高冷却效果，安放设备的空间 尽可能小。流入空-水冷散热装置的水为工业循环水，为保护设备，要求循环水的PH值 为中性，且无腐蚀损坏铜铁的杂质，进水的水压一般为0.2～0.5Mpa，进水温度≤33℃。 (3)空-水冷散热装置的维护简单易行，一般半年维护1次，进行冷却管道冲洗。
(1)设备安装简单、快捷。 (2)设备使用寿命长、故障率低、性能可靠。 (3)设备的运营成本是同等热交换功率空调的1/4-1/5倍，在达到同等冷却量的条件下， 空调一至两年的耗电 即可购置并安装空-水冷散热系统。 (4)室内密闭冷却、干净卫生，变频器维护量低，提高变频器的稳定性。
空-水冷散热装置整体安装于高压变频器电气室墙外，采用风道与变频器的柜顶排气口 直接连接，提高了冷却器的设备运行效率，能够对变频器排出的热气直接降温处理。 同时，避免冷却水管线在高压室内布局容易出现破裂后漏水危及高压设备运行安全的 严重事故发生。 (1)在空-水冷散热系统的设计当中，为了防止空-水冷散热装置出口侧凝露冷风带水排 入室内，对空-水冷散热装置的出风口、风速等指标进行设计计算；保证良好的排压情 况下，运行安全稳定。 (2)为防止空-水冷散热装置漏水后进入室内，可在空-水冷散热装置的出口侧设置了淋 水板；当漏水或有积水时，可以直接排向室外。完整的冷却系统解决方案，有效减低 了辅助系统的故障率以及对主要设备的运行安全影响程度。 (3)空-水散热系统运行后室内空气形成闭式循环，彻底解决了变频室外空气湿度大、 粉尘多对变频器的影响。
方式 项目
直排风散热
空调散热
空-水冷系统 散热
可靠稳定，不受外界环 可靠稳定，不受外界环境影响
可靠、稳定性：
可靠性差、受环境 影响
境影响Leabharlann 经济性：投资成本低、运行 投资成本较高、运行成 一次性投资成本较高、运行成本低
成本非常低
本高
运行环境：
受外界环境粉尘影 响
环境粉尘少
环境粉尘少
维护：
维护周期短、一般 一周维护一次
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