防爆變頻器 - 技術(shù)難點(diǎn)

　　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(nèi)部：逆變模塊是發(fā)熱zui多的器件，據(jù)專家詁計(jì)：它約占整個(gè)變頻器所有散熱量的一半；整流模塊也是發(fā)熱相當(dāng)多的，它所發(fā)的熱量約占整個(gè)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(fā)熱元件等所發(fā)生的熱量。

　　熱管是一種傳熱性*的人工構(gòu)件，它利用“相變”傳熱的原理與金屬銅、鋁等實(shí)體材料和天然傳熱方式*不同。其有效導(dǎo)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(nèi)部有少量工作介質(zhì)和毛細(xì)結(jié)構(gòu)，管內(nèi)的空氣及其他雜物必須排除在外。熱管工作時(shí)利用了三種物理學(xué)原理:（1）在真空狀態(tài)下，液體的沸點(diǎn)降低；（2）同種物質(zhì)的汽化潛熱比顯熱高得多；（3）多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)對(duì)液體的抽吸力可使液體流動(dòng)。與熱源靠近的一段(蒸發(fā)段)內(nèi)的液體吸熱而蒸發(fā)，蒸汽攜帶汽化潛熱經(jīng)空腔流向另一段(冷凝段)，汽體經(jīng)管壁與外界冷媒體換熱放出潛熱而完成了傳熱任務(wù)，冷凝成液體，經(jīng)毛細(xì)結(jié)構(gòu)的抽吸或重力回流到蒸發(fā)段進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。

　　熱管散熱器就是利用熱管技術(shù)對(duì)散熱器進(jìn)行改進(jìn)而制作出來的新品。對(duì)于雙面散熱的分立電力電子器件，風(fēng)冷的全銅或全鋁散熱器的熱阻只能達(dá)到0.04 ℃/W。而這種熱管散熱器的熱阻達(dá)到0.01 ℃/W。在自然對(duì)流冷卻條件下，熱管散熱器比實(shí)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(fēng)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(fā)段，同時(shí)密封在防爆殼內(nèi)，熱量就通過蒸發(fā)段傳到冷凝段而散發(fā)出去。

  2：采用空氣循環(huán)散熱系統(tǒng)，變頻器箱內(nèi)裝排風(fēng)電扇，使防爆變頻箱體內(nèi)，空氣循環(huán)，降低變頻器的外部溫度，從而達(dá)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(shí)際工作中，由于變頻器的使用環(huán)境、使用條件以及變頻器的設(shè)計(jì)等諸多問題，導(dǎo)致電解電容損壞的現(xiàn)象屢見不鮮，何況將其安裝于防爆殼內(nèi)呢？通常，電解電容的工作溫度zui高是85℃，再且，電解電容長(zhǎng)期工作在高溫下，壽命會(huì)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(diào)制過程中產(chǎn)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(dòng)機(jī)交換無功功率。

　　（3）濾除由于器件高頻開關(guān)動(dòng)作造成的直流電壓的紋波；

　　（4）當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，在整流器的慣性延時(shí)期間內(nèi)，支撐中間回路的電壓，將直流電壓的波動(dòng)維持在限定范圍內(nèi)，使其保持穩(wěn)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(fù)雜的能量交換過程，人們常常通過系統(tǒng)仿真，按照以下準(zhǔn)則來判斷經(jīng)驗(yàn)取值的正確性。這些準(zhǔn)則包括：

　　（1）工作過程中，中間回路直流電壓是穩(wěn)定的，連續(xù)的，沒有間斷，峰—峰波動(dòng)值不超過規(guī)定的允許值。

　　（2）中間回路的損耗應(yīng)保持zui小。

　　（3）所選擇的電容器的參數(shù)不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　（4）應(yīng)當(dāng)成功的抑制逆變器和電機(jī)之間發(fā)生的暫態(tài)過程，保持系統(tǒng)穩(wěn)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(fā)熱少，那就可以了。經(jīng)過了無數(shù)次用非電解電容（無感電容）代替電解電容的實(shí)驗(yàn)，結(jié)論是可行的。這種方法已申報(bào)了國(guó)家。

　　防爆變頻器 - 特點(diǎn)及應(yīng)用

　　由于防爆變頻器具有防塵、防潮、防爆等優(yōu)點(diǎn)，它主要用于煤礦、石油天然氣、石油化工和化學(xué)工業(yè)。此外，在紡織、冶金、城市煤氣、交通、糧油加工、造紙、醫(yī)藥等部門也可以應(yīng)用。防爆變頻器通常用于驅(qū)動(dòng)泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和其他傳動(dòng)機(jī)械。隨著交流調(diào)速系統(tǒng)的飛速發(fā)展，它也將有更廣泛的應(yīng)用。