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变频器日常维护以及变频器的散热问题

变频器日常维护以及变频器的散热问题

一、引言

随着自动化领域的不断发展变频器的应用也深入到各行各业，变频器的发展也在不断地推陈出新，功能越来越强大，可靠性也相应地提高。但是如果使用不当，操作有误，维护不及时，仍会发生故障或运行状况改变缩短设备的使用寿命。因此，日常的维护与检修工作显得尤为重要。

在变频器工作时，通过变频器的电流是很大的, 变频器产生的热量也是非常大的，不能忽视其发热所产生的影响。变频器的故障率随温度升高而成指数的上升,使用寿命随温度升高而成指数的下降。环境温度升高10度，变频器使用寿命减半，要重视散热问题。

二、变频器日常维护注意事项

1）注意事项操作人员必须熟悉变频器的基本工作原理、功能特点，具有电工操作基本知识。在对变频器检查及保养之前，必须在设备总电源全部切断；并且等变频器chang灯完全熄灭的情况下进行。

2）日常检查事项变频器上电之前应先检查周围环境的温度及湿度，温度过高会导致变频器过热报警，严重的会直接导致变频器功率器件损坏、电路短路；空气过于潮湿会导致变频器内部直接短路。

在变频器运行时要注意其冷却系统是否正常，如：风道排风是否流畅，风机是否有异常声音。一般防护等级比较高的变频器如：IP20以上的变频器可直接敞开安装，IP20以下的变频器一般应是柜式安装，所以变频柜散热效果如何将直接影响变频器的正常运行，变频器的排风系统如风扇旋转是否流畅，进风口是否有灰尘及堵塞物都是我们日常检查不可忽略的地方。电动机电抗器、变压器等是否过热，有异味；变频器及马达是否有异常响声；变频器面板电流显示是否偏大或电流变化幅度太大，输出UVW三相电压与电流是否平衡。

3) 定期保养清扫空气过滤器冷却风道及内部灰尘。检查螺丝钉、螺栓以及即插件等是否松动，输入输出电抗器的对地及相间电阻是否有短路现象，正常应大于几十兆欧。导体及绝缘体是否有腐蚀现象，如有要及时用酒精擦试干净。如条件允许的情况下，要用示波器测量开关电源输出各路电压的平稳性，如：5V、12V、15V、24V等电压。测量驱动电路各路波形的方波是否有畸变。UVW相间波形是否为正弦波。接触器的触点是否有打火痕迹，严重的要跟换同型号或大于原容量的新品；确认控制电压的正确性，进行顺序保护动作试验；确认保护显示回路无异常；确认变频器在单独运行时输出电压的平衡度。

建议定期检查，应一年进行一次。

4) 备件的更换变频器由多种部件组成，其中一些部件经长期工作后其性能会逐渐降低、老化，这也是变频器发生故障的主要原因.

为了保证设备长期的正常运转，下列器件应定期更换：

(1) 冷却风扇

变频器的功率模块是发热最严重的器件，其连续工作所产生的热量必须要及时排出，一般风扇的寿命大约为10Kh—40Kh。按变频器连续运行折算为2—3年就要更换一次风扇，直接冷却风扇有二线和三线之分，二线风扇其中一线为正极，另一线为负极，更换时不要接错；三线风扇除了正、负极外还有一根检测线，更换时千万注意，否则会引起变频器过热报警。交流风扇一般为220V、380V之分，更换时电压等级不要搞错。

(2) 滤波电容

中间电路滤波电容：又称电解电容，其主要作用就是平滑直流电压，吸收直流中的低频谐波，它的连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加快其电解液的干涸，直接影响其容量的大小。正常情况下电容的使用寿命为5年。建议每年定期检查电容容量一次，一般其容量减少20%以上应更换。

三、变频器散热问题

1）变频器发热量估算选型

通常，变频器安装在控制柜中。我们要了解一台变频器的发热量大概是多少. 可以用以下公式估算:

发热量的近似值＝变频器容量（KW）×55 [W]

如果变频器容量是以恒转矩负载为准的 (过流能力150% * 60s) ，变频器带有直流电抗器或交流电抗器, 并且也在柜子里面, 这时发热量会更大一些。电抗器安装在变频器侧面或侧上方比较好。这时可以用估算: 变频器容量（KW）×60 [W] 。

因为各变频器厂家的硬件都差不多, 所以上式可以针对各品牌的产品. 注意：如果有制动电阻的话，因为制动电阻的散热量很大,因此最好安装位置最好和变频器隔离开，如装在柜子上面或旁边等。

2）如何降低变频器控制柜内的发热量

当变频器安装在控制机柜中时，要考虑变频器发热值的问题。根据机柜内产生热量值的增加，要适当地增加机柜的尺寸。因此，要想控制机柜的尺寸尽量减小，就必须要使机柜中产生的热量值尽可能地减少。

（1）如果在变频器安装时，把变频器的散热器部分放到控制机柜的外面，将会使变频器有70％的发热量释放到控制机柜的外面。由于大容量变频器有很大的发热量，所以对大容量变频器更加有效。还可以用隔离板把本体和散热器隔开, 使散热器的散热不影响到变频器本体。这样效果也很好。

（2）变频器散热设计中都是以垂直安装为基础的，横着放散热会变差。

（3）加装变频器冷却风扇或者控制柜热交换器、控制柜空调、抗冷凝加热器等设备

根据控制柜内设备的防护等级，需要考虑控制柜防尘以及防潮功能，一般使用的设备主要为：空调，风扇，热交换器，抗冷凝加热器。同时根据柜体的大小合适的选择不同功率的设备。关于风扇的选择，主要考虑柜内正常工作温度，柜外最高环境温度，求得一个温差，风扇的换气速率，估算出柜内空气容量。已知三个数据：温差，换气速率，空气容量后，求得柜内空气更换一次的时间，然后通过温差计算求得实际需要的换气速率。从而选择实际需要的风扇。因为一般夜间，温度下降，故会产生冷凝水，依附在柜内电路板上，所以需要选择相应的抗冷凝加热器以保持柜内温度。

一般功率稍微大一点的变频器，都带有冷却风扇。同时，也建议在控制柜上出风口安装冷却风扇。进风口要加滤网以防止灰尘进入控制柜。注意控制柜和变频器上的风扇都是要的，不能谁替代谁。

（4）其他关于变频器散热的问题

在海拔高于1000m的地方，因为空气密度降低，因此应加大柜子的冷却风量以改善冷却效果。理论上变频器也应考虑降容，1000m每-5%。但由于实际上因为设计上变频器的负载能力和散热能力一般比实际使用的要大，所以也要看具体应用。比方说在1500m的地方，但是周期性负载，如电梯，就不必要降容。

变频器的发热主要来自于IGBT， IGBT的发热有集中在开和关的瞬间，因此开关频率高时自然变频器的发热量就变大了。有的厂家宣称降低开关频率可以扩容，就是这个道理。

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