高温高湿环境中变频器冷却方式的改进

廖影坤，黄忠明

（兴宁市金雁电工有限公司，广东兴宁 514546）

0 前言

随着变频器的推广和普及，如何减少变频器的损耗，尤其是大功率变频器受周围环境影响的问题越来越引起重视[1]。近年来，变频器在铜线生产主要设备拉拨机上得到广泛应用，由于变频器必须在-10℃～45℃温度范围和95%以下湿度（不结露）环境下使用才能正常工作[2]，但有时受条件限制，如遇到设备使用场地空间狭小，通风散热条件较差且潮湿的环境中使用的变频器就属此类环境，往往难于满足其温度、湿度要求，其变频电控柜周边环境温度经常高达80℃，湿度达100%，我司大拉拔机工作时变频器经常出现电器故障，严重影响大拉拔机的正常运转。除了做好大拉拔机机械传动及整机的日常维护保养工作外，本文就变频器冷却方式的改进作了有益的探索和实践。

1 改进前变频器工作环境

由于受生产场地、物流等条件限制，大拉拔机变频控制电控柜（以下简称电控柜）安装在通风散热条件较差的车间一角，且电控柜侧旁设有铜线生产润滑冷却水池，连续生产时池内水温可达100℃，散发出大量的水蒸汽。如图1所示。

图1 高温高湿环境中使用的变频器普通冷却方式示意图

2 改进前变频器运行故障率

据统计，因变频器过热、过湿引起保护电路动作跳闸，甚至电器元件短路烧坏，造成大拉拔机异常停机的故障率占50%。

表1 2013年度变频器冷却方式改进前的故障情况统计数据表

3 变频器故障原因分析

3.1 一般变频器冷却方式

如图1中1～7项所示，其结构由下端百叶窗进风式电控柜和安装在电控柜顶端的轴流式抽风扇组成。当设备开始工作时，安装在电控柜顶端的抽风扇同时工作，从而使电控柜外围空气通过下端百叶窗口进入到柜内流经变频器后由顶端抽风扇向外排出，其弊端正是将柜外机旁污浊的铜粉尘及高温、高湿的水蒸气在车间狭小的空间内混合后吸入到变频器内。

3.2 高温高湿对变频器的运行影响

随着开机工作时间的延长，周边环境温度、湿度必然会上升，温度经常达到80℃，湿度达100%，冷却池内较常冒出水蒸气散发到电控柜周围，因此在电控柜顶端抽风扇的作用下将柜外机旁高温高湿较污浊的环境空气由电控柜下端百叶窗口进入到柜内，这样不但不能达到变频器应有的冷却效果，反而影响了柜内变频器的正常工作，使变频器内部线路元件过热、过湿，造成保护电路动作跳闸[3]甚至出现局部线路短路等故障现象。从2013年度变频器冷却方式改进前的故障情况统计数据表明，在春夏梅雨季节及高温时节其故障频次更高。

4 高温高湿环境中变频器冷却方式的改进

针对变频器运行在特定的高温高湿环境中所遇到的问题，在设备安装场地、位置无法调整更改的情况下，只能结合实际重点对冷却方式进行改进，即把电控柜的进风口转移到车间外墙背，以满足变频器长期正常运行的必要条件：温度-10℃～45℃和湿度95%以下。首先将原变频电控柜外围的百叶窗进风口全部堵塞，在变频器下端电控柜背面靠墙一侧开设一个管道进风口，把控制柜后面墙外远离机台影响的新鲜、干燥洁净车间墙外的冷风经过过滤装置后用等同或大于柜顶抽风扇口径的管道引入到柜内变频器下方，经过变频器后再由柜顶抽风扇抽出外排。改进后的变频器冷却方式由管道进风式电控柜、进风管道、空气过滤器和安装在电控柜顶端的轴流式抽风扇组成，其结构如图2所示。

图2 改进后的变频器冷却方式示意图

5 应用效果

改进后的变频器冷却方式有效地降低了变频器控制柜内的温度和湿度。经检测，进入变频器内的空气温度、湿度最高值分别在40℃和90%以内，有效地改善了柜内变频器的工作环境，满足了变频器的运行条件，彻底解决了大拉拔机在连续开机运行时的温、湿度升高超限给变频器所造成的不良影响，经连续使用一年多来的监测统计表明，大拉拔机因变频器高温高湿引起异常停机的故障率为零，2014年变频器冷却方式改进后的运行效果见表2。

改进后的变频器冷却方式在公司大、中、小拉伸机上得到了推广应用，既为企业节约了维修工时和费用，又为企业生产任务的完成提供了可靠保证，创造了可观的经济效益。

表2 2014年度变频器冷却方式改进后的故障情况统计数据表

6 结束语

改进后的变频器冷却方式有效地拓宽了变频器的使用空间和时间，特别适用于一些较狭小且温度湿度较高，通风散热条件较差的环境，对于同类场所和环境条件下的生产企业具有一定的推广应用价值。

［1］魏连荣.变频器原理及实例解析［M］.北京：化学工业出版社，2014.

［2］变频器使用说明书［Z］.日本安川，2003.

［3］王延才.变频器原理及应用［M］.北京：机械工业出版社，2011.