Охлаждение преобразователей частоты

Перегрев отрицательно влияет на работоспособность оборудования и снижает его срок эксплуатации или даже может привести к выходу оборудования из строя. Рассмотрим, что влияет на температуру частотного преобразователя, какие меры необходимы, чтобы избежать перегрева.

25.02.2025

В состав преобразователя частоты, входит выпрямитель, инвертор, широтно-импульсный модулятор, другая электроника. Функциональные блоки построены на полупроводниковой элементной базе, поддержание определенного температурного режима – обязательное условие эксплуатации ПЧ.

От чего зависит температура преобразователя частоты

Наибольшее влияние на степень нагрева преобразователя частоты оказывают 3 фактора: протекающий через ПЧ ток, температура окружающего воздуха, частота переключения IGBT ключей.

При соответствии параметров ПЧ подключенной нагрузке первый фактор не оказывает существенного влияния на температуру аппарата. Номинальная величина тока в цепях преобразователя не вызывает перегрева. Однако при частых пусках, остановках, реверсах, работе двигателя в режиме перегрузки нагрев преобразователя частоты становится существенным и может вызвать срабатывание защиты, отключающей привод.

Преобразователи частоты обычно устанавливают в шкафах управления приводом, реже – по месту расположения установки или оборудования. Температура окружающей среды должна быть в интервале рабочих значений ПЧ с учетом нагрева самого преобразователя.

Чем выше частота переключения IGBT ключей, которую задает широтно-импульсный модулятор, тем сильнее нагревается частотный преобразователь.

Управление охлаждением ПЧ

Различают 2 вида принудительного охлаждения: внутреннее и внешнее. В первом случае отвод тепла от радиаторов, на которых размещены IGBT ключи обеспечивает встроенный вентилятор. Устройство обдувает нагретые элементы, снижает их температуру, затем горячий воздух удаляется через вентиляционное отверстие.

Воздушное охлаждение ряда линеек преобразователей частоты можно настраивать на следующие режимы:

• Обдув осуществляться все время пока ПЧ подключен к сети.
• Вентилятор включается при старте электродвигателя и отключается при остановке.
• Включение воздушного охлаждения при старте и отключении через некоторое время после остановки двигателя.
• Вентилятор включается и отключается в зависимости от нагрева и охлаждения радиатора.

Большинство преобразователей частоты оснащены защитой от перегрева. Код ошибки ПЧ ВЕДА – E.oH. Если устройство отключается и на дисплее появляется такое сообщение, значит, температура преобразователя превысила предельно допустимое значение.

Во втором случае, внешнее охлаждение ПЧ реализуется при помощи системы поддержания микроклимата шкафов и щитов. Главная ее часть – вентиляторы, которые обеспечивают приточную и/или вытяжную вентиляцию внутреннего пространства шкафа. Регулирование температуры в электротехническом шкафу осуществляется при помощи термостата. Вентиляторы запускаются и отключаются в зависимости от температуры воздуха внутри шкафа, либо работать постоянно при подаче питания на шкаф.

Меры по предотвращению перегрева преобразователей частоты

Превышение допустимой температуры ПЧ приводит к постоянному срабатыванию защиты, существенно сокращает срок службы, выводит частотник из строя.

Кроме соответствия диапазону рабочих температур частотного преобразователя условиям эксплуатации, для предотвращения перегрева требуется:

• Выбирать ПЧ по току или мощности с небольшим запасом 5-10%. При этом нужно учитывать условия работы привода. Для оборудования, работающего в повторно-кратковременном режиме, с переменной нагрузкой выбирают преобразователи с высокой перегрузочной способностью или на 1 типоразмер больше.
• Соблюдать требования к монтажу. При установке ПЧ следует соблюдать рекомендованные расстояния до стенок и дверей шкафа, размещать устройства на требуемом расстоянии друг от друга и других приборов, которые нагреваются во время работы.
• Правильно организовать систему принудительной вентиляции в шкафу. Производительность, количество вентиляторов и вентиляционных отверстий рассчитывается, исходя из тепловой мощности и мест расположения всех размещенных в шкафу приборов и аппаратов. Общий вентилятор размещают внизу, чтобы обеспечить поступление воздуха охлаждения внутреннего пространства шкафа. Для ПЧ сильно подверженных перегреву предусматривают индивидуальные внешние вентиляторы. При высоком содержании пыли в окружающей среде шкафную вентиляцию нужно укомплектовать фильтрами.
• Проводить регулярное обслуживание преобразователей частоты. В состав ТО обязательно входит чистка радиатора охлаждения и вент канала. Проводится проверка вентилятора и другие мероприятия для поддержания его в рабочем состоянии. В отдельных случаях (если предусматривает регламент) выполняют замену термопасты для силовых модулей (модули выпрямителей, IGBT модули, тормозные ключи) в местах размещения IGBT

При отсутствии ошибок выбора и монтажа, правильно организованной системе охлаждения шкафа, своевременном техническом обслуживании преобразователь частоты не будет перегреваться и гарантированно прослужит заявленный производителем срок.