變頻器的輔助冷卻裝置的研究與應(yīng)用

許旭

摘 要：制絲線(xiàn)的自動(dòng)化水平較高，需大量使用變頻器。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到環(huán)境溫度的影響。在生產(chǎn)過(guò)程中，環(huán)境溫度高，造成變頻器超溫報(bào)警、設(shè)備停機(jī)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。而制絲生產(chǎn)線(xiàn)一旦啟動(dòng)，是不允許中斷的，否則將產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響?；诖耍治鲎冾l器系統(tǒng)原理和問(wèn)題原因，采用自主設(shè)計(jì)的變頻器的輔助冷卻裝置，安裝后滿(mǎn)足運(yùn)行要求。

關(guān)鍵詞：變頻器 發(fā)熱停機(jī) 冷卻

中圖分類(lèi)號(hào)：TN77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）02（c）-0097-02

制絲生產(chǎn)屬于連續(xù)化的作業(yè)，當(dāng)某臺(tái)設(shè)備突然因故障停機(jī)后，由于整段設(shè)備連鎖控制，將導(dǎo)致一連串的設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)。由于變頻器溫度不能即刻降低，生產(chǎn)將中斷一段時(shí)間。因生產(chǎn)線(xiàn)非正常停機(jī)，物料長(zhǎng)時(shí)間滯留在加工設(shè)備內(nèi)部，會(huì)超過(guò)工藝要求，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此，制絲生產(chǎn)線(xiàn)一旦啟動(dòng)，是不允許中斷的，直至生產(chǎn)任務(wù)結(jié)束。

1 原因分析

（1）制絲生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)工藝要求，需要對(duì)含水率為12%的原料煙葉進(jìn)行增溫增濕，以恢復(fù)煙葉的韌性，提高耐加工性，降低加工過(guò)程中的造碎。對(duì)切后煙葉進(jìn)行干燥，使含水率達(dá)到13%左右。在這一生產(chǎn)過(guò)程中，加溫設(shè)備、干燥設(shè)備、大功率用電設(shè)備等散發(fā)出大量的熱量，導(dǎo)致環(huán)境溫度升高。

（2）制絲生產(chǎn)過(guò)程使用大量蒸汽，高純度的蒸汽是通過(guò)安裝在車(chē)間內(nèi)的管路從動(dòng)力中心輸送過(guò)來(lái)。即使蒸汽管路已經(jīng)做了保溫處理，但是還是從蒸汽管路散發(fā)出熱量。

（3）變頻器在工作時(shí)，本身內(nèi)部的大量的電子元件、開(kāi)關(guān)器件等也產(chǎn)生大量的熱量，這部分熱量也通過(guò)變頻器的散熱器散發(fā)到周?chē)諝庵小?/p>

2 解決方法

變頻器安裝在控制柜內(nèi)，變頻器本身自帶嵌入式風(fēng)扇，風(fēng)扇正對(duì)變頻器的散熱板風(fēng)道。當(dāng)散熱板溫度達(dá)到一定溫度時(shí)，風(fēng)扇開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，加快散熱板表面空氣的對(duì)流，降低散熱板表面溫度。當(dāng)環(huán)境溫度升高，再加上變頻器本身的風(fēng)扇功率有限，造成散熱器表面的溫度不能及時(shí)散發(fā)，溫度越來(lái)越高。當(dāng)安裝在散熱器表面的溫度傳感器檢測(cè)到溫度超過(guò)限值后，變頻器停機(jī)保護(hù)，造成生產(chǎn)中斷。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，我們對(duì)變頻器的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，增加了一套輔助風(fēng)冷裝置，改進(jìn)如下。

（1）冷卻空氣氣源選擇：車(chē)間使用的壓縮空氣從動(dòng)力車(chē)間集中輸送過(guò)來(lái)，由于壓縮空氣制作工藝的原因，輸送到車(chē)間的壓縮空氣壓力為0.6MPa、溫度20℃左右。壓縮空氣產(chǎn)生的風(fēng)速較高，可以加速變頻器表面的空氣對(duì)流速度，降溫效果比風(fēng)扇效果好，因此采用壓縮空氣代替空氣對(duì)變頻器散熱片冷卻。

（2）設(shè)計(jì)壓縮空氣系統(tǒng)圖：如圖1所示，壓縮空氣經(jīng)過(guò)軟管引入到變頻器控制柜，經(jīng)截止閥、過(guò)濾減壓閥、電磁閥到達(dá)噴吹管。噴吹管上安裝有噴頭，噴頭正對(duì)變頻器的的散熱風(fēng)道。經(jīng)過(guò)噴頭噴出的壓縮空氣不發(fā)散，噴射距離遠(yuǎn)，可加速散熱片表面的空氣流通速度，通過(guò)低溫、高速的壓縮空氣流，降低變頻器散熱器的溫度。

（3）控制電路原理圖：如圖2所示，溫控儀的貼裝式傳感器安裝在變頻器的散熱片上。讀取變頻器溫度報(bào)警上限數(shù)值，將變頻器報(bào)警數(shù)值減去10℃，此數(shù)值作為溫控儀的觸發(fā)溫度設(shè)定值。下限為45℃，當(dāng)溫度到達(dá)此溫度時(shí)，溫控儀輸出斷開(kāi)，壓縮空氣停止冷卻。當(dāng)測(cè)溫儀檢測(cè)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，輸出觸點(diǎn)BTI、BT2閉合。此時(shí)時(shí)間繼電器、電磁閥開(kāi)始動(dòng)作，聲光報(bào)警器發(fā)出警報(bào)，維修人員趕到現(xiàn)場(chǎng)，檢查變頻器工作狀態(tài)、查看變頻器運(yùn)行參數(shù)，檢測(cè)變頻器運(yùn)行環(huán)境溫度。確認(rèn)只是溫度的原因后，按下電磁閥的短接按鈕，消除時(shí)間繼電器的時(shí)間控制；按下消音按鈕，解除報(bào)警。時(shí)間繼電器的作用：當(dāng)壓縮空氣開(kāi)始噴吹10min后，沒(méi)有維修人員現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，噴吹將自動(dòng)停止，以免其他問(wèn)題造成變頻器溫度升高。

3 改造效果

采用此種方法，對(duì)2臺(tái)大功率變頻器進(jìn)行改造后，經(jīng)過(guò)夏天高溫高濕環(huán)境測(cè)試，未發(fā)生因環(huán)境溫度高的原因?qū)е碌淖冾l器停機(jī)故障。

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