在高壓變頻柜的散熱系統(tǒng)中，散熱風機的風壓設計是保障設備穩(wěn)定運行的關鍵環(huán)節(jié)。合理的風壓設計能確保柜內熱量及時排出，避免因溫度過高導致器件性能下降甚至損壞。而這一設計過程，離不開對參數(shù)的把控與嚴謹?shù)挠嬎氵壿嫛?
風壓設計的參數(shù)主要包括靜壓、動壓和全壓。靜壓是指氣體對平行于氣流方向物體表面的壓力，在高壓變頻柜中，靜壓用于克服風道、濾網、散熱器等部件帶來的阻力;動壓則是氣體流動所具有的能量，其大小與氣體流速的平方成正比;全壓等于靜壓與動壓之和，是衡量風機做功能力的重要指標。此外，風量也是關鍵參數(shù)之一，它表示單位時間內風機輸送的氣體體積，與風壓共同決定了散熱系統(tǒng)的散熱能力。
計算邏輯首先從熱負荷分析開始。需要準確計算高壓變頻柜內功率器件(如 IGBT 模塊)的發(fā)熱量，通過器件的功率損耗、工作時間等數(shù)據(jù)，結合散熱系統(tǒng)的熱傳遞效率，確定需要帶走的總熱量。例如，一臺功率為 1000kW 的高壓變頻柜，其 IGBT 模塊功率損耗率為 3%，則每小時產生的熱量高達 30kW?h。
根據(jù)總熱量，結合空氣的比熱容和允許溫升，計算出所需的最小風量。假設允許溫升為 20℃，空氣比熱容為 1.005kJ/(kg?℃)，可得出每小時帶走 30kW?h 熱量所需的最小風量。確定風量后，就要考慮風道阻力。風道阻力由沿程阻力和局部阻力組成，沿程阻力與風道長度、內壁粗糙度等有關，局部阻力則來源于彎頭、濾網、散熱器等部件。通過查閱相關手冊或實驗數(shù)據(jù)，獲取各部件的阻力系數(shù)，利用公式計算出系統(tǒng)總阻力，該阻力值即為散熱風機需要克服的靜壓。
以某高壓變頻柜為例，其風道長度為 5 米，內壁粗糙度為 0.1mm，包含 3 個 90° 彎頭和 1 個濾網。經計算，沿程阻力為 100Pa，每個彎頭局部阻力為 50Pa，濾網阻力為 200Pa，系統(tǒng)總阻力(靜壓)達到 450Pa。再結合所需風量對應的動壓，就能確定散熱風機的全壓參數(shù)，進而進行風機選型。
在實際設計中，還需預留一定的風壓余量，一般為計算值的 10% - 20%，以應對濾網堵塞、風道積塵等工況變化。同時，考慮到不同工況下變頻柜的熱負荷差異，可采用變頻調速風機，根據(jù)實際需求動態(tài)調節(jié)風壓和風量，實現(xiàn)節(jié)能與高效散熱的平衡。
高壓變頻柜散熱風機風壓設計是一個多參數(shù)協(xié)同、多環(huán)節(jié)關聯(lián)的復雜過程。只有把握參數(shù)，遵循嚴謹?shù)挠嬎氵壿?，并結合實際工況靈活調整，才能設計出高效可靠的散熱系統(tǒng)，為高壓變頻柜的穩(wěn)定運行筑牢基礎。
業(yè)務-任先生