CN211819814U - 风机变频器通风系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种风机变频器通风系统，包括第一轴流风机、第二轴流风机、恒频模块风扇、抽屉式百叶窗、锥形排风罩、通风软管、不锈钢尼龙滤网和通风控制箱，第一轴流风机和抽屉式百叶窗对应安装在风机塔筒的塔筒门上，锥形排风罩安装在变频器柜体的背面，通风软管的两端分别连接锥形排风罩和第二轴流风机的法兰；在变频器的通风口处以及变频器的内部安装不锈钢尼龙滤网；恒频模块风扇安装在变频器柜体的内部，第一轴流风机、第二轴流风机和恒频模块风扇分别与通风控制箱连接。本实用新型利用轴流风机、恒频模块风扇和通风软管将变频器运行热量利用烟囱效应降温或将运行热量排放到塔筒外，解决了原有通风设备通风效果差、散热慢等问题。

Description

风机变频器通风系统

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种风机变频器通风系统。

背景技术

随着风电事业的不断发展，新机组的不断投运，旧机组的不断老化，如何保证安全运行、满发多供、提高风力机组使用率，是摆在风电行业的一个现实课题。

变频器作为风电机组重要的组成部件，如何降低故障率，提高可靠性，是这个课题的重要组成部分。ABB变频器最早用在传统的工业中，例如钢铁、水泥、化工、造纸等行业，通常存放变频器的电气室都会做净化间，并同时配有空调及除湿系统，确保变频器运行在合理的工作环境内，因此，ABB变频器设计生产的结构紧凑、小巧精致，尺寸上比其他品牌的变频器小了很多。由于风电机组结构设计的合理性和运行环境的特殊性，不可能给变频器单独配备净化间和空调，那么ABB变频器结构紧凑性就由原有的优势变为劣势，同时为变频器本体散热遗留了运行隐患，散热不好就会造成变频器运行温度居高不下。由于变频器主要由电子元器件组成，如果长期运行在高温环境下，将导致变频器快速老化，大大的缩短使用寿命。高温是所有电子设备寿命缩短的最主要的原因，因此，有效降低变频器运行温度是延长使用寿命的主要工作内容。ABB变频器原有的冷却通风设备通风效果差、散热慢，而且通风口及滤网的耐灰尘性较差，易堵塞，因此原有的冷却通风设备无法满足风机变频器的散热需求，导致变频器电路板及IGBT老化加快。

实用新型内容

基于此，有必要针对风机变频器原有的通风设备通风效果差、散热慢、通风口及滤网的耐灰尘性较差、易堵塞等问题，提供一种风机变频器通风系统。

为解决上述问题，本实用新型采取如下的技术方案：

一种风机变频器通风系统，包括第一轴流风机、第二轴流风机、恒频模块风扇、抽屉式百叶窗、锥形排风罩、通风软管、不锈钢尼龙滤网和通风控制箱；

所述第一轴流风机安装在风机塔筒的塔筒门的内侧，所述抽屉式百叶窗对应所述第一轴流风机安装在所述塔筒门的外侧；

所述锥形排风罩安装在变频器柜体的背面，所述第二轴流风机安装在所述风机塔筒的二层平台，所述通风软管的两端分别连接所述锥形排风罩和所述第二轴流风机的法兰；

在变频器的通风口处以及变频器的内部安装所述不锈钢尼龙滤网；

所述恒频模块风扇安装在变频器柜体的内部，且所述第一轴流风机、所述第二轴流风机和所述恒频模块风扇分别与所述通风控制箱连接，所述通风控制箱控制所述第一轴流风机、所述第二轴流风机和所述恒频模块风扇与变频器同步启停运行。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所提出的风机变频器通风系统利用轴流风机、恒频模块风扇和通风软管将变频器运行热量在塔筒内的电气平台挥发冷却改变为运行热量利用烟囱效应降温或将运行热量排放到塔筒外，解决了原有通风设备通风效果差、散热慢等问题，使变频器从长期的高温运行状态恢复为正常运行状态，保护了风机变频器的核心部件，延长变频器的使用寿命，从而降低了风机的运行损耗，降低维修成本和生产运行成本，提高风电机组运行效率和发电量。

附图说明

图1为本实用新型风机变频器通风系统其中一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型风机变频器通风系统其中一个具体实施方式中主回路的结构示意图；

图3为本实用新型风机变频器通风系统其中一个具体实施方式中控制回路的结构示意图。

具体实施方式

变频器由于自身有一定的功率热损耗，在满载运行时产生大量的热量，由于风机变频器通常位于风机塔筒的底部，属于半封闭空间，不利于变频器的散热，变频器长期处于高温运行状态，导致变频器核心电子部件快速老化，故障率居高不下，因此需要加装通风装置加强变频器的散热。本实用新型所提出的风机变频器通风系统采用向上排风方式，首先在塔筒门加装大流量高风压的轴流风机，确保充足的塔筒外的空气补充到塔筒内底部，并有效到达变频器进风口。其次是把变频器原有的纸质滤网更换成不锈钢尼龙滤网，有效打开变频器的通风通道，确保冷却空气的流动性。第三是把变频器的风扇控制方式改成外部电源的恒频控制，确保变频器的进风风量。第四是把变频器背部出风口的过滤棉去除，加装一个锥形排风罩，并在塔筒的二层平台加装一台大流量高风压的轴流风机，同时通过耐高温阻燃的通风软管把锥形排风罩和二层平台的轴流风机连成一体，通过二层平台的轴流风机快速把变频器产生的热损耗排到塔筒中部，使得变频器产生的热量不在塔底循环，有效降低塔底内部的环境温度，确保变频器散热良好。本实用新型所提出的风机变频器通风系统适用于现有的 ABB变频器、ACS800-67变频器等，本领域技术人员也可以将该通风系统应用于其他类似的变频器。下面将结合附图及较佳实施例对本实用新型的技术方案进行详细描述。

在其中一个实施例中，如图1所示，本实用新型公开一种风机变频器通风系统，该系统包括第一轴流风机1、第二轴流风机2、恒频模块风扇、抽屉式百叶窗3、锥形排风罩、通风软管4、不锈钢尼龙滤网和通风控制箱5。

具体地，第一轴流风机1安装在风机塔筒6的塔筒门的内侧，抽屉式百叶窗3对应第一轴流风机1安装在塔筒门的外侧。由于塔筒门相对密闭，外部进来的温度相对较低的冷空气几乎很少，那么经过长时间连续满发运行后，变频器产生的热损耗在塔底内累积，导致塔筒内升温较高，较高的环境温度对变频器的散热产生很大的影响，环境温度一旦超过40度，那么根据设计，变频器只能降容运行，不能满载出力，否则就会报过温停机。本实施例在塔筒门的下半部安装了大流量高风压的第一轴流风机1，由第一轴流风机1将塔筒外温度相对较低的冷空气大量的吹进来，增加了塔底内的空气流量，使塔筒内的温度接近于塔筒外的温度，高风压的第一轴流风机1容易把塔外的空气吹到变频器的进风口，可以使变频器进入更多一些的冷却空气，加强了变频器的冷却。为保证第一轴流风机1能够将充足的空气从塔筒外吹入塔筒内，第一轴流风机1的流量宜不小于6000m³/H，静态风压宜不小于200Pa。在塔筒门的外侧对应第一轴流风机1安装有抽屉式百叶窗3，抽屉式百叶窗3的通气性好，其上的防尘滤网具有防尘效果，并且防尘滤网可拆卸，脏了后拆卸清理简便，优选地，防尘滤网为不锈钢丝网，不锈钢丝网的目数为100目，可以阻挡塔筒外部的沙尘、蚊虫等进入塔筒内部，大大增强了滤网及通风口的抗灰防尘能力，不易堵塞，具有更好的通风和防尘效果。

锥形排风罩安装在变频器柜体的背面，第二轴流风机2安装在风机塔筒6 的二层平台，通风软管4的两端分别连接锥形排风罩和第二轴流风机2的法兰。一般情况下，变频器柜体后面的出风口是过滤棉，当长时间运行后过滤棉会吸附灰尘，通气性变得较差，变频器功率损耗产生的热量很难排到柜体外部，本实施例的通风系统不采用过滤棉，将出风口处原来的过滤棉去掉，而在变频器柜体背面的出风口处安装锥形排风罩，使得变频器排风变得顺畅。同时通过耐高温阻燃的通风软管4把锥形排风罩和安装在风机塔筒6的二层平台的第二轴流风机2连成一体，通过第二轴流风机2快速把变频器产生的热损耗排到塔筒上部，变频器产生的热量不在塔底循环，从而有效降低塔底内部的环境温度，确保变频器散热良好。同时塔筒门加装的大流量高风压的第一轴流风机1，加强加速变频器热量向塔筒外部的排放，使变频器的热量不在塔底循环，同时降低变频器的温度及塔筒内底部环境的温度。为保证第二轴流风机2能够将变频器产生的热量及时地排走，第二轴流风机2的流量宜不小于6000m³/H，静态风压宜不小于200Pa。优选地，第二轴流风机2的挡网上设有防护网，从而有效防止坠落物掉入风机而造成风机损坏。

在变频器的通风口处以及变频器的内部安装不锈钢尼龙滤网。变频器原有的通风口滤网是纸质的，透气性较差，同时容易吸附灰尘，在沙尘较大的地区，纸质滤网非常容易堵塞，透气性变得更差，导致进入变频器及流出变频器的空气流量不足，影响变频器的散热，且纸质滤网不能彻底清理，不能水洗，堵塞后通风效果就变差了，所以至少每年更换一次，是消耗品，而本实施例将变频器原有的纸质滤网更换为不锈钢尼龙滤网，在变频器的通风口(包括进风口和出风口)处以及变频器的内部安装不锈钢尼龙滤网，由于不锈钢尼龙滤网的透气性更加佳，透气量大，能有效打开变频器的冷却通道，便于冷却空气的流通，更多的冷空气能带走更多的热量，并且不锈钢尼龙滤网便于清理，能够水洗，寿命长，几乎十年不再需要再更换，后期节约很多的生产成本，因此利用不锈钢尼龙滤网可以增强变频器的通风性能并降低运行成本。优选地，不锈钢尼龙滤网的目数为100目，以实现更好的通风效果。

恒频模块风扇安装在变频器柜体的内部，并且第一轴流风机1、第二轴流风机2和恒频模块风扇分别与通风控制箱5连接，通风控制箱5控制第一轴流风机1、第二轴流风机2和恒频模块风扇与变频器同步启停运行。

变频器原有的风扇由模块内部的风扇电源板和风扇控制板根据模块的温度进行变频控制，但是启动初期低频工作，只有当温度升高到110度以上时才开始超频运行，这样一来会导致变频器长期在高温下运行，导致变频器电路板及 IGBT老化加快，在超频运行下风扇的轴承寿命会快速减小，导致风扇也容易损坏更换，另外，风扇电源板和风扇控制板抗电压波动性较差，直流电压波动较大时就容易损坏，导致每年风扇电源板和风扇控制板消耗较多，风扇损坏也较多。本实施例所提出的风机变频器通风系统采用恒频模块风扇，恒频模块风扇用于为变频器内部的各个模块散热，恒频模块风扇由通风控制箱5控制其启动停止与变频器同步，即省掉了原来使用的风扇电源板和风扇控制板，每年减少了备件消耗，模块风扇的使用寿命延长，风扇的消耗也减少了，但是最主要的是启机后恒频模块风扇就在通风控制箱5的控制下恒频工作，使得变频器内部模块的通风量增加很多，散热效果好，使模块在相对较低的温度下运行，减小了模块内核心电子器件的老化，延长了模块的寿命，降低了变频器的故障率，减小了后期维修成本。第一轴流风机1和第二轴流风机2的风流量远大于变频器内恒频模块风扇的总流量，从而使塔筒底部形成正风压，并通过通风软管4 对上部机舱输送一部分冷却风量，使变频器的通风、散热性能进一步加强。

通风控制箱5为风机变频器通风系统的控制部分，通风控制箱5能够完成整个通风系统的自动控制，用于控制第一轴流风机1、第二轴流风机2和恒频模块风扇与变频器同步启停运行，从而在变频器开始运行时，通风系统同步运行，及时将变频器产生的热量排出，保证变频器的低温稳定运行。本实施例中的通风控制箱5可以采用现有的基于单片机的电控箱等实现，下面给出一种通风控制箱5的具体实施方式。

本实施例中的通风控制箱5包括箱体、单板机、外部温控开关和风道温控开关，其中箱体固定安装在变频器柜体上，单板机通过端子排分别与第一轴流风机1、第二轴流风机2和恒频模块风扇连接，外部温控开关和风道温控开关分别与单板机连接。单板机包括由主回路和控制回路两部分，其中主回路包括主电源总开关Q1(20A)、外部轴流风机电源开关Q2(10A)、恒频模块风扇电源开关Q3(10A)、第一轴流风机控制主接触器KM1、第二轴流风机控制主接触器KM2、变频器风机控制主接触器KM3，参见图2，图中L和N分别为负载端和接地端，风机塔底柜内400V总电源通过通风控制箱5的端子排接入主电源总开关Q1，再由主电源总开关Q1分入外部轴流风机电源开关Q2、恒频模块风扇电源开关Q3，外部轴流风机电源开关Q2接入第一轴流风机控制主接触器KM1 和第二轴流风机控制主接触器KM2，第一轴流风机控制主接触器KM1和第二轴流风机控制主接触器KM2分别与对应的第一轴流风机1和第二轴流风机2连接，以控制外部两台轴流风机，恒频模块风扇电源开关Q3接入变频器风机控制主接触器KM3，用于控制变频器内三个模块D2D风机。

控制回路包括恒频模块风扇控制继电器K50(包括K50A1、K50A、K50B、 K50D)、外部风机控制继电器K60(包括K60A、K60B、K60C)、操作旋钮S1、操作旋钮S2以及接触器辅助触点K1等，参见图3。

通风控制箱5工作原理：S1旋钮开关连接继电器K50控制恒频模块风扇， S2旋钮开关连接继电器K60控制两个外部风机即第一轴流风机1和第二轴流风机2，将旋钮打至手动模式时风机直接启动，旋至自动模式时变频器工作后接触器K1吸合，通风系统开始工作。两个外部风机即第一轴流风机1和第二轴流风机2的控制回路分别增加外部温控开关，外部温度设定为25度，内部温度设定为30度，当温度值未达到设定温度时，自动与手动模式下两个外部风机均不工作，通风系统自动运行信号由变频器风机控制主接触器KM3控制的接触器辅助触点K1提供，风机待机情况下通风系统不工作，当风机启机后，发电机转速达到变频器工作转速后，网侧变流器开始工作，接触器辅助触点K1吸合，通风控制箱继电器K50吸合，散热系统开始正常工作。本实施方式给出了通风控制箱的其中一种具体的结构，本领域技术人员根据该具体结构完全可以实现通风控制箱。

本实施例所提出的风机变频器通风系统利用轴流风机、恒频模块风扇和通风软管将变频器运行热量在塔筒内的电气平台挥发冷却改变为运行热量利用烟囱效应降温或将运行热量排放到塔筒外，解决了原有通风设备通风效果差、散热慢等问题，使变频器从长期的高温运行状态恢复为正常运行状态，保护了风机变频器的核心部件，延长变频器的使用寿命，从而降低了风机的运行损耗，降低维修成本和生产运行成本，提高风电机组运行效率和发电量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种风机变频器通风系统，其特征在于，包括第一轴流风机(1)、第二轴流风机(2)、恒频模块风扇、抽屉式百叶窗(3)、锥形排风罩、通风软管(4)、不锈钢尼龙滤网和通风控制箱(5)；

所述第一轴流风机(1)安装在风机塔筒(6)的塔筒门的内侧，所述抽屉式百叶窗(3)对应所述第一轴流风机(1)安装在所述塔筒门的外侧；

所述锥形排风罩安装在变频器柜体的背面，所述第二轴流风机(2)安装在所述风机塔筒的二层平台，所述通风软管(4)的两端分别连接所述锥形排风罩和所述第二轴流风机(2)的法兰；

在变频器的通风口处以及变频器的内部安装所述不锈钢尼龙滤网；

所述恒频模块风扇安装在变频器柜体的内部，且所述第一轴流风机(1)、所述第二轴流风机(2)和所述恒频模块风扇分别与所述通风控制箱(5)连接，所述通风控制箱(5)控制所述第一轴流风机(1)、所述第二轴流风机(2)和所述恒频模块风扇与变频器同步启停运行。

2.根据权利要求1所述的风机变频器通风系统，其特征在于，所述通风控制箱(5)包括箱体、单板机、外部温控开关和风道温控开关；

所述箱体固定安装在变频器柜体上；

所述单板机通过端子排分别与所述第一轴流风机(1)、所述第二轴流风机(2)和所述恒频模块风扇连接，所述外部温控开关和所述风道温控开关分别与所述单板机连接。

3.根据权利要求1或2所述的风机变频器通风系统，其特征在于，

所述抽屉式百叶窗(3)的防尘滤网为不锈钢丝网，所述不锈钢丝网的目数为100目。

4.根据权利要求1或2所述的风机变频器通风系统，其特征在于，

所述不锈钢尼龙滤网的目数为100目。

5.根据权利要求1或2所述的风机变频器通风系统，其特征在于，

所述第二轴流风机(2)的挡网上设有防护网。

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