变频器散热设计

变频柜通风散热的设计方法一、散热问题变频器的发热是由内部的损耗产生的。

在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主，约占98%，控制电路占2%。

为了保证变频器正常可靠运行，必须对变频器进行散热我们通常采用风扇散热；变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走，若风扇不能正常工作，应立即停止变频器运行；大功率的变频器还需要在控制柜上加风扇，控制柜的风道要设计合理，所有进风口要设置防尘网，排风通畅，避免在柜中形成涡流，在固定的位置形成灰尘堆积；根据变频器说明书的通风量来选择匹配的风扇，风扇安装要注意防震问题。

二、电磁干扰问题I. 变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰，而且会产生高次谐波，这种高次谐波会通过供电回路进入整个供电网络，从而影响其他仪表。

如果变频器的功率很大占整个系统25%以上，需要考虑控制电源的抗干扰措施。

II.当系统中有高频冲击负载如电焊机、电镀电源时，变频器本身会因为干扰而出现保护，则考虑整个系统的电源质量问题。

三、防护问题需要注意以下几点I.防水防结露：如果变频器放在现场，需要注意变频器柜上方不的有管道法兰或其他漏点，在变频器附近不能有喷溅水流，总之现场柜体防护等级要在IP43以上。

II. 防尘：所有进风口要设置防尘网阻隔絮状杂物进入，防尘网应该设计为可拆卸式，以方便清理，维护。

防尘网的网格根据现场的具体情况确定，防尘网四周与控制柜的结合处要处理严密。

III.防腐蚀性气体：在化工行业这种情况比较多见，此时可以将变频柜放在控制室中。

四、变频器接线规范信号线与动力线必须分开走线：使用模拟量信号进行远程控制变频器时，为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰，请将控制变频器的信号线与强电回路（主回路及顺控回路）分开走线。

距离应在30cm 以上。

即使在控制柜内，同样要保持这样的接线规范。

该信号与变频器之间的控制回路线最长不得超过50m。

变频器散热与散热变频器是一种能够调节电机运行速度的电气装置，广泛应用于工业生产和机械设备中。

然而，由于变频器工作时会产生大量热量，散热成为了一个重要的问题。

本文将探讨变频器散热的原理和方法，以及如何提高散热效果，保障变频器的正常运行。

一、散热的重要性在变频器工作过程中，电子元件会产生热量，如果散热不及时，温度将逐渐升高，可能会导致变频器内部元件的失效甚至损坏。

因此，合理的散热设计和措施是确保变频器正常运行的关键。

二、散热原理1. 热传导：通过直接接触，将热量从高温区域传递到低温区域。

变频器通常采用导热材料，如铝制散热片或散热器，来帮助热量传导。

2. 对流散热：通过液体或气体的流动，将热量带走。

变频器通常采用风扇或风道进行对流散热，将热量快速地带走。

3. 辐射散热：通过辐射热量的方式进行散热。

变频器通常采用散热片来增加散热面积，提高辐射散热效果。

三、散热设计与方法1. 外壳设计：变频器外壳应采用导热性能良好的材料，如铝合金。

外壳的表面积应适当增加，以增加辐射散热的效果。

2. 风扇散热：在变频器外壳上设置风扇，通过强制对流的方式加速热量的散发。

风扇的选型要符合散热需求，确保风扇的风量和噪音都能满足要求。

3. 风道设计：风扇散热时，风道的设计也非常重要。

合理的风道设计可以提高风流的速度和方向，增加散热效果。

4. 导热材料：变频器内部的散热片和散热器应采用导热性能好的材料，如铝、铜等，以提高热传导效果。

5. 空间布局：在变频器的安装中，应合理安排变频器与其他设备的间距，避免热量的相互干扰。

6. 温度监控与保护：在变频器的设计中，应考虑温度监控和保护机制，如果温度超过安全范围，及时停机或降低负载，避免设备损坏。

四、提高散热效果的措施1. 减少负载：合理调整变频器的输出功率和频率，降低负载，减少能量转化为热量的程度。

2. 防尘处理：变频器内部元件的散热效果容易受到尘埃和杂质的影响，应定期清洁和防尘处理。

3. 避免过度密封：如果变频器处于封闭的环境，应注意避免过度密封，以保证散热的通畅。

制作防爆变频器掌控箱时散热问题如何处理背景在制造防爆变频器掌控箱时，散热问题是必需考虑的。

由于掌控箱中有电子元器件发热，假如不适时排出掉这些热量会导致盒体温度过高，从而影响电子元器件工作正常，严重时可能导致电子元器件损坏。

解决方案为了排出热量，从而达到散热的目的，我们可以实行以下几个方案：方案一：使用风扇适当降低温度风扇是目前特别主流的解决散热问题的方法，其原理是通过风扇速度的变化来更改空气流动的方向和速度，从而将散热过程加快。

这种方法的优点是简单易行，价格较为便宜，缺点是需要人工维护，同时声音可能会有些嘈杂。

方案二：改善散热材料散热材料是指能够帮忙电子元器件加快排出热量的物品，比如散热片、散热鳍片，这种材料可以提高金属表面的散热本领，帮忙达成散热目的。

将散热材料与主板、硬盘等电子元器件紧密结合，可以加添散热装置的散热本领，从而削减掌控箱内温度的上升。

方案三：充分利用箱体结构掌控箱表面结构的特征，如大小、材料和空气流通状态等都会影响散热。

对于散热要求较高的掌控箱，可以选择一些功能齐全的壳体方案，进一步降低盒体内部的温度。

掌控箱内的风道和布局设计也会影响散热效果，进行合理设计可以有效地加添散热面积，从而加强散热本领。

方案四：限制内部空气流动盒体内部的空气流动状态会影响热量的分布。

接受卡扣、密封环等密封措施，可以削减空气流动，从而除去温度不均匀的问题。

对于掌控箱内电子元器件产生的热量比较大的情况，可以设置一些障板来使空气流动区域更加合理。

结尾以上四种方案并不是全部的解决散热的方法，它们仅仅是一些常见的方法。

在掌控箱设计的过程中，对于散热性能的要求需要在设计之初就有所考虑，这样才能更好地解决散热问题。

变频系统空水冷散热方案变频器的最大散热功率按照变频额定功率×4%（加余量20%）核算。

根据现场的实际情况，综合冷却系统的投资和运营成本，提出下面的空-水冷却方案：1.空-水冷却系统的工作原理：空-水冷却系统是一种高效、节能、环保的冷却系统，其应用技术在国内处于领先地位。

在高压大功率变频应用中得到了广泛应用。

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。

其主要原理是:将变频器的热风通过风道作用于空-冷装置进行热交换，由冷却水直接将变频器产生的热量带走；经过降温的冷风进行循环回至室内。

空冷装置内进口冷水温度要求低于33℃，可以充分保证热风经过散热片后，将变频器室内的环境温度控制在40℃以下满足变频器运行对环境的要求。

空-水冷却系统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，并且系统本身设有通风开放转换方式，确保空-水冷却系统出现问题不会对整个变频系统运行造成安全威胁和事故。

同时，由于房间密闭，变频器利用室内的循环风进行设备冷却，具有粉尘度低，维护量小的特点；减少了环境对变频器运行稳定性的不利影响。

2.系统安全性能评价：设备整体安装于高压变频器室墙外，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，另外冷却器的设计能力可满足最高冷却水温33℃，水侧清洁系数为0.85以及管子堵塞率为5%等情况下的最大热负荷的要求。

同时，避免冷却水管线在高压室内布局出现破裂后漏水危机高压设备运行安全的严重事故发生。

在空-冷系统的设计当中，为了防止空冷器出口侧凝露使冷风带水排入室内，对空-水冷系统的风压、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。

另外，为防止空冷器漏水后进入室内，在空冷器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。

同时，变频器提供风机、空冷器的故障报警检测点，并通过综合报警信号远传至DCS.完整的冷却系统解决方案，有效降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。

高压变频器的通风与散热设计摘要：在石油、化工、电力、煤矿等工业生产领域对变频器的可靠性要求极高。

影响变频器可靠性的因素很多，通风散热是重要因素之一。

因此，解决好变频器设计过程中的散热与通风是一个至关重要的环节。

散热能力决定变频器的输出电流能力，从而影响输出转距能力，为此就要优化散热与通风方案，进行合理设计，实现设备的高效散热，这对提高设备的可靠性是很重要的。

高压变频器工作时的热量主要来源于隔离变压器、电抗器、功率单元和控制系统等，其中功率器件、功率单元及功率柜的散热与通风设计最为重要。

关键词：高压变频器；散热与通风；设计一、功率单元散热功率单元中的元器件主要包括整流二极管、IBGT模块、电容、快速熔断器、母线开关器件驱动电路以及其它一些保护电路等。

除二极管整流模块与IGBT模块外，其余元器件由于在功率单元中通过支架等方式安装，在保证足够的空间距离与必要轻微空气的对流的条件下，已能满足其散热要求。

因此功率单元的散热设计主要考虑二极管整流模块与IGBT模块的散热要求即可。

功率器件的损耗功率所产生的温升需由散热器来降低，通过散热器增加功率器件的导热和辐射面积、扩张热流以及缓冲导热过渡过程，直接传导或借助于导热介质将热量传递到冷却介质中，如空气、水或水的混合液等。

目前在高压变频器中主要用到的冷却方式为强制空气冷却、循环水冷却和热管散热器冷却。

由于空气冷却比较简单，不存在热管散热的复杂性及水冷的凝露问题，所以在通常情况下大多都会首先选择空气冷却。

空气冷却用的散热器通常是一块带有很多叶片的良导热体,散热器热阻估算公式如下：式中：k为散热器热导率；d和A分别为散热器的厚度和面积，分别以cm和cm2表示;C为一个与散热器表面和安装角度有关的修正因子。

此式在空气温度不超过45℃时成立，通常利用式（1）估算散热器的散热能力。

二、散热器的选择及注意事项功率器件是大多数电子设备中的关键器件，其工作状态直接影响到整机的可靠性及稳定性。

高压变频器现场散热方案介绍高压变频器属于大型电子设备，对环境要求比较严格。

统计多台设备的运行情况，由于现场环境温度过高而引起的设备故障比例较大，因此我们总结了两种现场经常采用的散热方案，供用户参考。

高压变频器的损耗计算及对环境的温度要求：山东新风光电子科技发展有限公司生产的高压变频调速系统主要由以下三部分组成：控制柜、功率柜、变压器柜。

此系统使用多台离心风机进行散热，以630kW/6kV变频器为例，功率柜顶为2台，变压器柜顶一般为1台，风机选用上海施依洛生产的离心风机，此风机可靠性高，性能优异。

风机根据变频器功率等级不同，选三相风机。

三相风机额定风量为4000 m3/h。

变频器总的排风量为单个风机排风量乘以风机数量。

当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3%，比如1000kW变频器满负荷工作时，损耗约为30kW。

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。

为了使变频器能长期稳定和可靠地运行，对变频器的安装环境作如下要求：最低环境温度-5℃，最高环境温度40℃，工作环境的温度变化应不大于5℃/h。

如果环境温度超过允许值，应考虑配备相应的散热设备。

1．现场散热方案针对现场的不同环境，我们有两种散热方案：加装空调或加装风道。

1．加装空调1.1变频器安装空调时，要求变频器控制室空间尽可能小，并且做好密封。

1.2空调容量的确定原则：按照变频器的发热量和控制室环境实用面积来选择空调的容量1.2.1制冷量的计算变频器发热根据运行工况选择，考虑一定的裕量，最大发热量为变频器额定功率的4%，如果长期运行频率低于40Hz，则发热量可按照变频器额定功率的2%进行估算。

按照房间实用面积计算空间单独空间制冷所需的空调容量，一般每平方米可以按照150瓦特计算。

空调总体的制冷量应为变频器的发热量加上空间制冷所需的制冷量。

1.2.2 空调的选择所谓的空调“匹”数，原指输入功率的大小，包括压缩机、风扇电机及电控部分所消耗的能量，制冷量以输出功率的多少计算。

变频器中的IGBT模块损耗计算及散热系统设计一、本文概述随着电力电子技术的快速发展，变频器作为电能转换与控制的核心设备，在工业自动化、新能源发电、电动汽车等领域得到了广泛应用。

绝缘栅双极晶体管（IGBT）作为变频器的关键功率器件，其性能直接影响到变频器的效率和可靠性。

IGBT模块的损耗计算和散热系统设计是变频器设计中的重要环节，对于提高变频器性能、降低运行成本、延长设备寿命具有重要意义。

本文旨在探讨变频器中IGBT模块的损耗计算方法和散热系统设计原则。

我们将分析IGBT模块的工作原理和损耗产生机制，包括通态损耗、开关损耗等。

在此基础上，我们将介绍损耗计算的数学模型和计算方法，以及如何通过实验手段验证计算结果的准确性。

我们将重点讨论散热系统的设计原则和优化方法，包括散热器结构设计、散热风扇的选择与控制、散热系统的热仿真分析等。

本文将总结一些实际应用中的经验教训，提出针对IGBT模块损耗计算和散热系统设计的优化建议，为变频器设计工程师提供有益的参考。

通过本文的研究，我们期望能够为变频器设计中的IGBT模块损耗计算和散热系统设计提供理论支持和实践指导，推动变频器技术的持续发展和应用创新。

二、IGBT模块损耗计算绝缘栅双极晶体管（IGBT）是变频器中的关键元件，其性能直接影响变频器的效率和可靠性。

IGBT模块的损耗计算是散热系统设计的基础，对于确保变频器的稳定运行具有重要意义。

IGBT模块的损耗主要包括通态损耗和开关损耗两部分。

通态损耗是指IGBT在导通状态下，由于电流通过而产生的热量损耗。

开关损耗则发生在IGBT的开通和关断过程中，由于电压和电流的乘积在时间上的积分不为零，导致能量损失。

通态损耗的计算公式为：Pcond = Icoll * Vce(sat)，其中Icoll 为集电极电流，Vce(sat)为饱和压降。

饱和压降是IGBT导通时电压降的一个重要参数，它与集电极电流、结温和门极电流等因素有关。

常见的变频器散热方式
①风道方式(注意进风口及出风口，材质：白铁皮0.5~0.8mm)
安装要求：
●风道出口面积不小于变频器风机出口面积的总和；
●风道出口处距地面高度要略低于变频器风机出口距地面（水平面）的高度；
●风道出口平面与墙体外表面应保持距离约20~50cm；
●风道出口处要有防护网，防尘孔直径应不大于10mm，可采用“上边缘长出
下边缘10cm”方式(此方式适用于用户墙外有足够的顶沿)；或做风道弯头以防雨/雪水倒灌，或飞禽/飞絮进入（此方式适用于外裸墙、无顶沿或顶沿较高且短的情况）;
●变频器风机在与风道连接时风机上的防尘网不允许摘除；
●风道穿过墙体处，风道边缘与墙体间不能有间隙；
●风道出口禁止朝向上方，具体朝向视现场情况而定（原则上不能有风阻）。

●变频器后侧与墙体距离大于３m时，风道下侧应有支架支撑。

●结构选用角钢支架外包铁皮较为牢固，外观着色要与柜体一至，美观大方。

●若选择安装风道，必须考虑现场进风条件。

若无进风条件，可视对流情况在
墙上开进风孔，开孔尺寸要求不少于风机总出风口的1.2~1.5倍，进风口加装过滤网
②空调制冷方式(注意空调功率选择，价格基本上为1000元/匹)
注意事项：
●空调尽量选落地式空调。

●根据房屋面积选择空调的大小，具体如下：
空调匹数=（变频器额定功率X4%/2.5）X0.75
③空调与风道组合方案(由于停机时易产生凝露，一般不推荐此方式)
注意事项：
●空调大小可为上面②方案中的1/3—1/4，但必须注意：变频器停机后必须停
空调或不停风机，以防止产生柜内凝露现象。

通用变频器的散热优化设计摘要：变频器是改变输出频率和输出电压控制交流电动机转速的调速控制装置，广泛应用在石油化工、电力等行业。

变频器散热分为风冷、水冷和油冷等，笔者工作中遇到的变频器功率达到数百上千千瓦，变频器多采用强制风冷散热方式，风冷变频器和其他冷却方式相比复杂性不高也较可靠。

随着现代工业的快速发展，冶金、陶瓷等行业对通用变频器的结构尺寸要求越来越紧凑，系统的热流体积密度越来越大，这给系统的散热设计也带来了一定的难度，变频器的热设计显得越来越重要。

在变频器的整机设计中，机箱的散热通风结构和散热器的选择对系统的散热是至关重要的环节。

基于此，本文主要对通用变频器的散热优化设计进行论述，详情如下。

关键词：通用变频器；散热；优化设计引言目前，在实际变频器开发的项目中，大多数主要是根据工程设计经验和结构尺寸选择合适的散热器，并根据测试结果来调整散热器的结构。

缩短散热器的设计周期和成本，对项目的开发具有实际的意义。

散热器的种类主要分为铝型材散热器和插片式散热器，与插片式散热器相对比，铝型材散热器肋片和基板之间没有接触热阻，尺寸和种类繁多能满足不同产品应用场合的要求，在变频器中采用较多。

1变频器故障分级变频器在实际使用过程中发生的二类故障，对变频器造成的危害相对较大。

工作人员必须掌握正确的变频器二类故障的诊断和维修方法，才能保证变频器的正常稳定运行。

常见的变频器二类故障主要有速度故障、逆变器开关器件开路故障等几种。

变频器在运行过程中如果SSF发生了故障，就会导致变压器闭环系统开环而损坏变频器或其他相关设施，严重的还会造成人员伤亡等安全事故。

所以，工业企业在日常生产过程中，必须充分重视变频器二类故障诊断和分析工作。

工作人员在诊断变频器速度传感器故障时，应该根据变频器使用的实际情况，采取硬件检测法与软件诊断法相结合的方式，诊断和分析变频器发生的故障。

虽然使用硬件检测法可有效提升变频器二类故障的诊断速度，但是使用该方法不但大幅增加变频器的运行成本，而且只适用于电压输出类型速度传感器故障的检测，而无法进行气体类型传感器故障的检测。