变频器的通用散热方法

从目变频器的构造分析，散热一般可分为以下三种：自然散热、对流散热、液冷散热和外部环境散热。

（一）自然散热

对于小容量的变频器一般选用自然散热方式，其使用环境应通风良好，无易附着粉尘及飘浮物。此类变频器的拖动对象多为家用空调、数控机床之类，功率很小，使用环境比较优良。

另外一种使用自然散热方式的变频器容量并不一定小，那就是防爆变频器。对于此类变频器小容量可以选用一般类型的散热器即可，要求散热面积在允许的范围内尽可能的大一些，散热肋片间距小一些，尽可能的增加热辐射面积。

对于大容量的防爆变频器，如使用自然散热方式建议使用热管散热器。热管散热器是近年来新兴的一种散热器，它是热管技术与散热器技术结合的一种产品，它的散热效率高，可以将防爆变频器的容量做的比较大，可达几百kVA。

这种散热器相对普通散热器，所不同之处就是体积相对大，成本高。

这种散热方式与水冷散热相比较还是有优势的：水冷要用水冷器件，水冷散热器以及的水循环系统等等，其成本比使用热管散热器散热高。业界反映热管散热器性能好，值得推广。

自然散热的另外一种方式就是“穿墙式”自然散热，这种散热方式多减少80％的热量，其特点是变频器的主体与散热片通过电控箱隔离，大大提高了变频器元器件的散热效果。

这种散热方式的好处就是可以做到定时清理散热器，且能电控箱的防护等做得更高。象常见的棉纺企业由于棉絮过多，经常容易堵塞变频器的通风道，导致变频器的过热故障，用穿墙式自然散热就能很好得解决这一问题。

（二）对流散热

对流散热是普遍采用的一种散热方式，如图2所示。随着半导体器件的发展，半导体器件散热器也得到了飞速的发展，趋向标准化，系列化，通用化；而新产品则向低热阻，多功能，体积小，重量轻，适用于自动化生产与安装等方向发展。

几大散热器生产商，产品多达上千个系列，并全部经过测试，提供了使用功率与散热器热阻曲线，为用户准确选用提供了方便。同时散热风机的发展也相当快，呈现出体积小，长受命，低噪声，低功耗，大风量，高防护的特点。

如常用的小功率变频器散热风机只有25mm×25mm×10mm；日本SANYO长寿命风机可达200000h，防护等可达IPX5；更有德国ebm大风量轴流风机，排风量高达5700m3/h。

这些因素为设计者提供了非常广阔的选择空间。

对流散热正是由于使用的器件(风机、散热器)选择比较容易，成本不是太高,变频器的容量可以做到从几十到几百kVA，甚至更高(采取单元并联方式)才被广为采用。

（1）变频器内装风扇散热

内装风扇散热一般对于小容量的通用变频器使用。通过正确的安装变频器，可以使变频器的内装风扇的散热能力。

该内装风扇可以将变频器内部的热量带走。通过变频器所在的箱体的铁板，进行终散热。

只通过变频器内装风扇的散热办法适用与装有单独的变频器的控制箱，以及控制元件比较少的控制箱。

如果变频器控制箱中，有若干台变频器，或者其他散热量比较大的电气元件，则散热的效果不十分明显。

（2）变频器外装风机散热

通过在安装变频器的控制箱内，增设若干台具有换气对流功能的风机，则可以大大提高变频器的散热效果，降低变频器工作环境的温度。

使用风机的能力，可以通过变频器的散热量进行计算。

下面说一说一般的选择方法：

我们根据经验算出每排出1kW功耗产生的热量,需要风机的排风量为360m³/h，而变频器的功耗为其容量的4～5%，这里我们按5%计算，可以得到变频器适配风机与其容量的关系：

例如：变频器功率为90千瓦，则：

风机的排风量(m3/h)=变频器容量×5%×360m³/h/kW=1620m³/h

然后再通过风机的排风量选择不同厂家风机的型号获得满足我们条件的风机。

一般说来，风机散热是现阶段变频器散热的主要手段，尤其适用在比较大的控制柜中，以及控制柜中拥有的电气部件同时工作、同时发热的情况下。适用于高度集成的集中控制柜、控制箱。

而且近几年由于科技,散热风机已经不像几年那样的庞然大物，小巧而又强劲的风机比比皆是。性价比上也比其他散热方式好的多。

（三）液冷散热

水冷是工业液冷方式中较常用的一种方式，针对变频器这种设备选用该方式散热的很少，因为它的成本高，用在小容量变频器时体积大，再由于通用变频器的容量在几kVA到近百kVA，容量不是很大，很难将性价比做到让用户接受的程度，只有在特殊场合（如需要防爆）以及容量特别大的变频器才采用这种方式。

水冷变频器在欧洲已有近十年的历史，广泛应用于轮船、机车等高功率且空间有限的场合。

相对于传统的风冷变频器，水冷变频器更有效地解决了散热问题，从而使高功率变频器的体积大大缩小，性能更加稳定。

体积的减小意味着节省了设备安装空间，从而有效地解决了很多特殊场合对变频器体积的要求。如芬兰VACON公司的400kW水冷变频器，其体积仅为同等的风冷变频器的五分。

资料表明，散热器表面经电泳涂漆发黑或阳氧化发黑后，其散热量在自然冷却情况下可提高10~15%，在强迫风冷情况下可提高20~30%，电泳涂漆后表面耐压可达500~800V。

所以在选择散热器及制定加工工艺时，对散热器进行上述工艺处理会大大提高本身的散热能力，还可以增强绝缘性，降低了因安装不当造成的爬电距离过小，电气间隙不够等带来的不利影响。

散热效果优劣与安装工艺有密切关系，安装时应尽量增大功率模块与散热器的接触面积降低热阻，提高传热效果。