一种变频器冷却系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种变频器冷却系统，在传统变频器的基础上增加了电加热器，在冷板的进、出口处分别设置第一温度传感器和第二温度传感器，循环泵的入口端连接冷板的出口端，循环泵的出口端连接电磁三通比例调节阀的入口，电磁三通比例调节阀的第一出口端连接变频器箱体内的电加热器，第二出口端连接变频器外部的散热片，电加热器的出口端和散热片的出口端一同连接到冷板的进口端；还包括PLC控制器，PLC控制器的模拟量输入模块的输入端分别连接第一温度传感器和第二温度传感器，PLC控制器的输出端控制连接电磁三通比例调节阀和冷却风扇。本发明能够有效地实现对冷却水进行冷却和加热的双重功能，使变频器的应用范围更加广泛。
【专利说明】一种变频器冷却系统
【技术领域】
[0001]本申请涉及变频器领域，尤其涉及一种变频器冷却系统。
【背景技术】
[0002]随着电力电子技术的快速发展，变频器的应用也日益广泛。变频器在工作时会产生大量的热，为保证变频器的正常工作，需对变频器进行实时地冷却。目前对变频器的冷却常采用水冷或风冷的方式，但是这两种冷却方式的冷却效果并不理想，且其内部的冷却风扇一直处于满负荷工作，能耗过大；同时，由于变频器的工作场合和季节不同，若环境温度低于变频器的正常工作温度，变频器就不能正常启动。
[0003]现有技术中公开了一种变频器散热冷却系统及其控制方法和装置(专利号CN103095098A)包括第一检测模块，用于检测第一温度；第一判断模块，用于判断第一温度是否大于预设温度；第一控制模块，用于在第一温度大于预设温度时，控制阀门打开，其中，阀门设置于系统的介质管道中，在阀门处于打开状态时，冷却介质在变频器散热冷却系统中循环；以及第二控制模块，用于在第一温度小于或等于预设温度时，控制阀门关闭，其中，在阀门处于关闭状态时，冷却介质在变频器散热冷却系统中静止。
[0004]现有技术中还公开了一种变频器降温系统(专利号CN202550864U)，包括变频器、柜顶风机、室内风管、风管弯头、室外风管、抽风机、水冷柜、冷却塔，所述变频器安装在室内，上方安装有柜顶风机，柜顶风机与室内风管相连，室内风管、风管弯头、室外风管、水冷柜依次相连，所述的水冷柜与冷却塔相连。
[0005]上述两种冷却系统都能达到变频器的散热要求，并与相关的自动控制系统相结合，根据不同的实际情况，采用不同的散热方式，起到了节能减排的效果。但是由于变频器的应用场合非常广泛，在一些高寒地区或者冬季气温较低的地区，一旦环境温度低于变频器的正常工作温度，变频器就不能正常启动；针对这一问题，目前的技术只是对变频器周围的空气进行加热，然后将空气与冷却液进行热量交换，使变频器达到启动温度，但是这种方法不仅慢，而且加热不均匀，难以达到预期的效果。目前针对在低温环境下变频器不能正常启动及变频器能耗大的问题，尚未提出有效的方法来同时解决这两个问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种变频器冷却系统，能够有效地实现对冷却水进行冷却和加热的双重功能，使变频器的应用范围更加广泛，同时使系统的能耗更小。
[0007]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种变频器冷却系统，包括设置在变频器箱体内的冷板以及设置在变频器外部的循环泵、冷却风扇和散热片，所述冷板、循环泵和散热片之间通过冷却液流通通道连接，在所述变频器内部还设置有电加热器，在所述冷板的进、出口处分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器，所述循环泵的入口端连接冷板的出口端，所述循环泵的出口端通过冷却液流通通道连接电磁三通比例调节阀的入口，所述电磁三通比例调节阀的第一出口端连接变频器箱体内的电加热器，第二出口端连接变频器外部的散热片，所述电加热器的出口端和所述散热片的出口端通过冷却液流通通道一同连接到冷板的进口端；还包括PLC控制器，所述PLC控制器的模拟量输入模块的输入端分别连接第一温度传感器和第二温度传感器，所述PLC控制器的输出端控制连接电磁三通比例调节阀和冷却风扇。
[0008]所述PLC控制器的输出端分别连接冷却风扇控制继电器和电磁三通比例调节阀的线圈，所述冷却风扇控制继电器的常开触点设置在电源和冷却风扇控制电机之间。
[0009]所述冷却风扇有三个。
[0010]所述PLC控制器的输出端还设置有报警装置。
[0011]本发明在原有水冷装置的基础上增加了一个智能控制的加热装置，根据变频器内的实际温度采取冷却模式或加热模式，能够很好地解决环境温度低于变频器运行温度时变频器不能正常启动的问题；当变频器需要冷却时根据变频器内的实际温度控制电磁三通比例调节阀来调节冷却液的循环比例及冷却风扇的运行数量，能够快速有效的对变频器进行冷却，并且降低能耗；同时通过检测变频器冷却液入口温度、出口温度，能够判断变频器内部是否出现故障，通过报警装置及时提醒工作人员进行检修。本发明可以保证变频器能够应用于不同的场合，保证变频器时刻工作在安全可靠的运行状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明所述PLC的电路连接图；
图3为本发明所述PLC的模拟量输入模块电路图；
图4为本发明所述冷却风扇的控制电路图。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，本发明包括循环泵1、电磁三通比例调节阀2、第一温度传感器3、第二温度传感器4、冷却风扇5、散热片6、电加热器7、冷板9及PLC控制器，所述电加热器7和冷板9位于变频器8内，所述冷板9内带有冷却液槽，变频器8的功率模块安装在冷板9表面，冷却液将冷板9的热量带走后沿着冷却液流通通道10流出变频器8 ;在冷板9的进、出口处分别设置有第一温度传感器3和第二温度传感器4，变频器未启动时，第一温度传感器3和第二温度传感器4检测到的均为环境温度；变频器正常工作时，第一温度传感器3检测到的是经变频器加热后的冷却液的温度，第二温度传感器4检测到的是冷却之后的冷却液的温度；在冷板9的出口处通过冷却液流通通道10连接位于变频器8外部的循环泵1，循环泵I为高速离心叶片泵，可为密闭冷却液循环流通提供动力，循环泵I的出口端通过冷却液流通通道10连接电磁三通比例调节阀2的入口，电磁三通比例调节阀2的第一出口端连接变频器8内的电加热器7，第二出口端连接变频器8外部的散热片6，在散热片6处还设置有三个冷却风扇5，电加热7的出口端和散热片6的出口端通过冷却液流通通道10 —同连接到冷板9的进口端。
[0014]如图2、图3及图4所示，本发明还包括PLC控制器，PLC控制器的模拟量输入模块EM231的输入端分别连接第一温度传感器3和第二温度传感器4，PLC控制器的输出端分别连接电磁三通比例调节阀2和继电器KA1、KA2、KA3的线圈，继电器KA1、KA2、KA3的常开触点分别通过熔断器FR1、FR2、FR3连接冷却风扇控制电机1、2和3，PLC控制器通过控制继电器KA1、KA2、KA3的线圈得电与否来控制其常开触点的关闭，从而控制冷却风扇的运行。
[0015]本发明在工作时，根据变频器8冷却液进出口处的第一温度传感器3和第二温度传感器4检测到的温度，PLC对电磁三通比例调节阀2及冷却风扇5进行控制，使变频器8时刻工作在安全可靠的状态。
[0016]当环境温度较低，变频器8不能正常启动时，由PLC控制电磁三通比例调节阀2的第二出口端关闭，第一出口端完全打开，将冷却液的循环比例调整为100%经过电加热器7，使变频器8达到起动温度；
当变频器8正常工作时，需要对冷却液进行温度控制，使变频器8的功率模块的温度始终保持在允许温度范围内，根据温度传感器3和4检测到的冷却液温度，由PLC控制电磁三通比例调节阀2来调节冷却液经过散热片6的比例，通过散热片6和冷却风扇5对冷却液进行冷却。在散热片处设置有三个冷却风扇5，正常工作时开两个冷却风扇，当流经散热片6的冷却液比例达到87%时加开一个冷却风扇，当流经散热片6的冷却液比例小于30%时关闭一个冷却风扇。为了避免冷却风扇长时间连续运行，在一个冷却风扇连续运行24小时后，如果有空闲的冷却风扇，PLC控制器会控制空闲的冷却风扇自动运行，同时将连续运行24小时的冷却风扇关闭，以增加冷却风扇的使用寿命；当变频器8处于满负荷运行时，需要冷却装置以最快的速度将变频器8中所产生的热量进行冷却，此时，PLC控制电磁三通比例调节阀2将冷却液循环比例调整为100%流经散热片6，此时三个冷却风扇全部运行，使流经散热片6的冷却液快速冷却。
[0017]此外，在PLC控制器的输出端还设置有报警装置，当第二温度传感器4检测到的温度高于设定温度3°C并且保持2分钟或第二温度传感器4检测到的温度高于设定温度5°C，则认为冷却系统失效，报警装置报警，提醒工作人员检查冷却系统是否存在冷却液变质、管道堵塞等情况。
[0018]本申请中的PLC控制器也可采用单片机或DSP等其他芯片代替，另外本申请中的冷却液是冷却水，也可用油或其他冷却液代替。
【权利要求】
1.一种变频器冷却系统，包括设置在变频器箱体内的冷板以及设置在变频器外部的循环泵、冷却风扇和散热片，所述冷板、循环泵和散热片之间通过冷却液流通通道连接，其特征在于:在所述变频器内部还设置有电加热器，在所述冷板的进、出口处分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器，所述循环泵的入口端连接冷板的出口端，所述循环泵的出口端通过冷却液流通通道连接电磁三通比例调节阀的入口，所述电磁三通比例调节阀的第一出口端连接变频器箱体内的电加热器，第二出口端连接变频器外部的散热片，所述电加热器的出口端和所述散热片的出口端通过冷却液流通通道一同连接到冷板的进口端；还包括PLC控制器，所述PLC控制器的模拟量输入模块的输入端分别连接第一温度传感器和第二温度传感器，所述PLC控制器的输出端控制连接电磁三通比例调节阀和冷却风扇。
2.如权利要求1所述的一种变频器冷却系统，其特征在于:所述PLC控制器的输出端分别连接冷却风扇控制继电器和电磁三通比例调节阀的线圈，所述冷却风扇控制继电器的常开触点设置在电源和冷却风扇控制电机之间。
3.如权利要求1或2所述的一种变频器冷却系统，其特征在于:所述冷却风扇有三个。
4.如权利要求3所述的一种变频器冷却系统，其特征在于:所述PLC控制器的输出端还设置有报警装置。
【文档编号】H05K7/20GK104377938SQ201410711013
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年12月1日 优先权日:2014年12月1日
【发明者】范永峰, 王险峰, 宋留斌, 冀飞, 冀守幸, 彭松, 贺家康, 逵振雨, 张虎, 李恒, 宋敬晗 申请人:南阳防爆集团电气系统工程有限公司