变频器为商业和工业电机供给动力和操控，有必要依据其规划和运用环境进行热保护。变频器的首要长处是灵敏的操控、平稳的发动和停机性能，以及在可变负载下运转的离心风机和泵所带来的显著节能。
大多数大功率变频器及其附属电子配件都被集成到电气机柜中，如图1 所示。变频器不光前进了体系功率，变频器自身的功率也非常高，丢失只要2% 至4%。但是，由于大功率变频器中电能转换很大，即便功率丢失较低，也会导致数千瓦到数十千瓦废热的发生，有必要设法将这些热量耗散掉。
在开放式风冷机柜中，要想排出这些热量很简略。但是，在恶劣环境中，无法运用过滤电扇冷却或经过直接的空气流来冷却，外壳的热量管理就成为规划流程的重要组成部分。研讨策略，关于在恶劣环境中高效、被迫且经济地冷却中、大功率密封外壳的变频器至关重要。

01、流转或密封
开放式气流柜可让环境空气流转机柜，直接有效地冷却大功率模块。不过，这种高效的冷却，可能会导致外部污染物进入外壳，一般运用电扇过滤体系，来过滤流入机柜的空气，然后最大限度地削减这些污染物。过滤器有助于削减尘埃和碎片，但它们需求定时维护来清洁或替换过滤器。

密封外壳不答应外部空气进入机柜，而是用机柜内的空气来冷却电子产品，并经过热交换器将热量导出到环境空气中。密封外壳可防止污垢、尘埃、湿度、盐雾和其它空气中的腐蚀性物质进入机柜，并影响电子元件的运用寿命。

这两种体系都适用于低功耗机柜。但是，关于许多大功率变频器机柜来说，功耗水平高于空气冷却所能到达的水平。低功率部件一般直接经过气流进行冷却，而较高功率的部件则经过设备冷却水、蒸汽紧缩体系或泵送液体体系直接或直接冷却。

在这些体系中，大功率元件( 绝缘栅极双极晶体管、集成栅极换向晶闸管、硅操控整流器)，一般衔接到流体冷却冷板上。然后，流体运用蒸汽紧缩体系或经过液气热交换器，将热量排放到环境空气中。不管哪种状况，所需的环境空气热交换器都能够安置在设备表里。这些体系的首要缺点是将流体引入机柜和冷却液管线进出机柜所带来的应战。

02、环路热虹吸管
环路热虹吸管（LTS）是重力驱动的两相冷却装置。它们的作业方法与热管类似，作业流体只要在一个关闭的循环中蒸腾并冷凝，就可在给定的距离内传递热量。相对热管，环路热虹吸管的首要长处是能够运用导电作业液，高效、远距离传输大功率。与主动式液体冷却液、蒸汽紧缩或泵送两相冷却体系比较，环路热虹吸管没有运动部件，可靠性更高。环路热虹吸管非常合适将大功率余热从机柜中的电力电子设备传递到机柜外部环境中。

在机柜层面，环路热虹吸管冷却体系的优势是显著的。在工厂车间内就能够将机柜、电子设备和冷却体系装置到密封、独立的外壳中。每个机柜都是独立的，能够独立交付，在最终客户那里也易于装置。最简略的完成方法便是坐落机柜顶部的风冷环路热虹吸管冷凝器。这样，机柜坚持独立，在最终装置时只需求电气衔接。

环路热虹吸管冷凝器还能够衔接到设备或冷却水体系。能够将余热从机柜和多个机柜中进一步散失，然后能够在同一个环路上作业。运用环路热虹吸管和冷水冷凝器时，管道和水的衔接都在机柜外部，这样就可将冷却液和电子设备分隔。

03、密封外壳热交换器
环路热虹吸管是直接从高发热部件中扫除大热量的绝佳方法。但二次部件的余热负荷仍需冷却。这些辅助组件，包括分散在机柜中的许多低功耗设备，这样经过直触摸摸来冷却就难易完成。对这些低功耗、暖流较低的元件，直接空气冷却是最有用的方法。低功耗组件能够经过空气- 空气热交换器轻松冷却，一起坚持外壳密封的完整性。

在环路热虹吸管和密封式换热器组合中，高功率绝缘栅极双极晶体管（IGBT）或集成栅极换向晶闸管（IGCT）装置在环路热虹吸管冷板上，它的10 千瓦负荷加上热负荷，经过环路热虹吸管耗散到外部机柜空气中 ( 见图2)。所有的二次电子部件，都是经过密封的气-气热交换器冷却的，热交换器能够导出1 千瓦左右的废热。

环路热虹吸管和密封的空气- 空气热交换器坚持原来的NEMA 机柜等级。二者的组合使大功率机柜能够维持密封性能，不受外部气流的影响，并且不会有冷却液在机柜内的活动。

环路热虹吸管和密封外壳冷却器，为电力电子冷却运用供给了诸多长处。环路热虹吸管运用非常合适中、高压运用的导电作业液，经过被迫方法来冷却高功率电子元件的大热量。密封的外壳冷却器，能够排出电力电子柜中的低功耗、分布式组件所发生的热量，一起防止外部空气中的污染物与这些组件相互作用。两种冷却解决方案的组合，可在恶劣作业环境所需的密封外壳中可靠地冷却大功率电机操控器。

哪些类型的设备上要用较大功率的变频器？
大小是相对而言的，电机功率大，变频器功率就要求大。如果必定要说大，我信任高铁这些场所运用的变频器的功率是比较大的，究竟载重要求摆在那个地方了，对比之下，一般工厂用的变频器功率都没有那么大的。
许多发电厂的给水的水泵功率也比较大，比方2*300MW的火力发电厂，给水水泵的功率是5500KW，这么大，也是用中高压类型的了，比方6KV的。

一些球磨机功率也比较大，比方Ф5500×8500球磨机，它的电机功率是4500Kw。
还有一些大型的轧机设备上，电机功率也比较大的，特别是热轧设备上，比方一些精轧机的电机功率，有11000千瓦。
还有一些大型的通风体系，比方地下商场等场所，风机功率应该也会比较大，实践要看风量要求了。

一般工厂里边用的380伏电机，功率大都在300千瓦以内，所以低压变频器功率，也会在300瓦以内，超过的，一般都会考虑运用中低压变频器。

变频器的通用散热方法
  从目前变频器的结构剖析，散热一般可分为以下三种：天然散热、对流散热、液冷散热和外部环境散热。

（一）天然散热  关于小容量的变频器一般选用天然散热方法，其运用环境应通风良好，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，运用环境比较优秀。
另外一种运用天然散热方法的变频器容量并不必定小，那便是防爆变频器。关于此类变频器小容量能够选用一般类型的散热器即可，要求散热面积在答应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。关于大容量的防爆变频器，如运用天然散热方法主张运用热管散热器。热管散热器是近年来新兴的一种散热器，它是热管技能与散热器技能结合的一种产品，它的散热功率极高，能够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，所不同之处便是体积相对大(公众号:泵管家)，本钱高。这种散热方法与水冷散热比较较仍是有优势的：水冷要用水冷器材，水冷散热器以及必不可少的水循环体系等等，其本钱比运用热管散热器散热高。业界反映热管散热器性能好，值得推行。
天然散热的另外一种方法便是“穿墙式”天然散热，这种散热方法最多削减80％的热量，其特点是变频器的主体与散热片经过电控箱彻底阻隔，大大前进了变频器元器材的散热作用。这种散热方法最大的好处便是能够做到定时清理散热器，且能确保电控箱的防护等级做得更高。象常见的棉纺企业由于棉絮过多，经常简单堵塞变频器的通风道，导致变频器的过热毛病，用穿墙式天然散热就能很好得解决这一问题。

（二）对流散热
对流散热是普遍选用的一种散热方法，如图2所示。跟着半导体器材的开展，半导体器材散热器也得到了飞速的开展，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装置等方向开展。世界几大散热器生产商，产品多达上千个系列，并全部经过测试，供给了运用功率与散热器热阻曲线，为用户精确选用供给了便利。一起散热风机的开展也相当快，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要25mm×25mm×10mm；日本SANYO长寿命风机可达200000h，防护等级可达IPX5；更有德国ebm大风量轴流风机，排风量高达5700m3/h。这些要素为规划者供给了非常广阔的挑选空间。

对流散热正是由于运用的器材(风机、散热器)挑选比较简单，本钱不是太高,变频器的容量能够做到从几十到几百kVA，乃至更高(采取单元并联方法)才被广为选用。

（1）变频器内装电扇散热
   内装电扇散热一般关于小容量的通用变频器运用。经过正确的装置变频器，能够使变频器的内装电扇的散热才能到达最大化。该内装电扇能够将变频器内部的热量带走。经过变频器所在的箱体的铁板，进行最终散热。只经过变频器内装电扇的散热方法适用与装有独自的变频器的操控箱，以及操控元件比较少的操控箱。如果变频器操控箱中，有若干台变频器，或许其他散热量比较大的电气元件，则散热的作用不非常明显。

（2）变频器外装风机散热
   经过在装置变频器的操控箱内，增设若干台具有换气对流功能的风机，则能够大大前进变频器的散热作用，下降变频器作业环境的温度。运用风机的才能，能够经过变频器的散热量进行核算。下面说一说一般的挑选方法：
咱们依据经历算出每排出1kW功耗发生的热量,需求风机的排风量为360m³/h，而变频器的功耗为其容量的4～5%，这儿咱们按5%核算，能够得到变频器适配风机与其容量的联系：

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

然后再经过风机的排风量挑选不同厂家风机的型号获得满意咱们条件的风机。一般说来，风机散热是现阶段变频器散热的首要手法，特别适用在比较大的操控柜中，以及操控柜中拥有的电气部件一起作业、一起发热的状况下。适用于高度集成的会集操控柜、操控箱。并且近几年由于科技的不断前进，散热风机已经不像前几年那样的庞然大物，小巧而又微弱的风机比比皆是。性价比上也比其他散热方法好的多。

  3、液冷散热
水冷是工业液冷方法中较常用的一种方法，如图3所示。针对变频器这种设备选用该方法散热的很少，由于它的本钱高，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承受的程度，只要在特别场合（如需求防爆）以及容量特别大的变频器才选用这种方法。
水冷变频器在欧洲已有近十年的前史，广泛运用于轮船、机车等高功率且空间有限的场合。相关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，然后使高功率变频器的体积大大缩小，性能愈加稳定。体积的减小意味着节省了设备装置空间，然后有效地解决了许多特别场合对变频器体积的要求。如芬兰VACON公司的400kW水冷变频器，其体积仅为同等级的风冷变频器的五分之一。
资料标明，散热器表面经电泳涂漆发黑或阳极氧化发黑后，其散热量在天然冷却状况下可前进10~15%，在逼迫风冷状况下可前进20~30%，电泳涂漆后表面耐压可达500~800V。所以在挑选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前进自身的散热才能，还能够增强绝缘性，下降了因装置不当造成的爬电距离过小，电气空隙不行等带来的晦气影响。
散热作用优劣与装置工艺有密切联系，装置时应尽量增大功率模块与散热器的触摸面积下降热阻，前进传热作用。在功率器材与散热器之间涂一层薄薄的导热硅脂能够下降热阻25~30%。如需求在功率器材与散热器之间加绝缘或加垫块来便利装置，主张运用低热阻材料：薄云母，聚酯薄膜或紫铜块，铝块。合理安排器材在散热器上的方位，单件装置时应使器材坐落散热器基面中心方位，多件装置时应均匀分布。紧固器材时需确保扭力共同。装置完毕后不宜对器材及散热器再进行机械加工，否则会发生应力(公众号:泵管家)，增加热阻。单面肋片式散热器，适于在设备外部作天然风冷，即利于功率器材的通风又可下降机内温度。天然风冷时，应使散热器的断面平行于水平面的方向；逼迫风冷时，应使气流的流向平行于散热器的肋片方向

（四）外部环境散热
跟着科技的前进，空调也逐渐被越来越多的运用到操控柜，操控箱的制作傍边，并成为散热的重要手法之一。不过针对变频器这种设备选用该方法散热的很少，由于它的本钱较高，体积相对较大，再由于通用变频器的容量在几kVA到几十kVA，容量不是特别大，很难将性价比做到让用户承受的程度，只要在特别场合（如对作业环境要求的特别严厉）以及容量特别大的变频器才选用这种方法。并且空调中，有的还涉及到废水的扫除，所以在盘柜成套的过程中也要考虑的愈加全面，增加了规划本钱。、另外，还有一些其他的原因也要考虑变频器的散热作用，比方高海拔（>1000m）,由于空气密度的下降，也要恰当增加散热才能；还有开关频率，变频器的发热首要来自于IGBT（绝缘栅双极型晶体管），IGBT的发热又会集在开和关的瞬间。因而开关频率高时，变频器的发热量也变大。

不管选用哪种散热方法，都应依据变频器的容量，确认它的功耗，挑选恰当的风机，以及恰当的散热器，到达优秀的性价比，一起也应将变频器所运用的环境要素充分考虑到。针对环境比较恶劣(高温，高湿，煤矿，油田，海上平台)的状况，有必要采取相应的措施，确保变频器正常可靠的运转。从变频器自身，应尽可能的防止晦气要素的影响，例如针对尘埃、风沙的影响能够进行密封处理，只要散热器风道与外界空气触摸，防止了对变频器内部的影响；针对盐雾，湿润等能够对变频器各部件进行绝缘喷涂处理；野外作业用变频器要加防护，做到防雨、防晒、防雾、防尘；关于高温高湿环境能够增加空调等设备进行降温除湿，给变频器一个良好的环境，确保变频器可靠运转，事实标明处理好变频器的散热不只要求规划者从变频器自身做到，还要求运用者正确运用严厉按照运用说明进行装置,有足够的通风空间，合适的运用环境，并且尽可能做到定时维护,特别是煤炭等多粉尘行业，定时给运用环境除尘,对变频器风道除尘，这样才能使变频器的散热体系发挥正常功能，使变频器的温升在答应值之内，变频器才能可靠运转,而为企业带来更大的经济及社会效益。