高压变频器的工作原理（附详细图文详解）
高压变频调速系统虽然是一种非常高效的调速装置，但在运行过程中仍有2%-4%左右的损耗，这些损耗会转化为热量，最终消散在大气中。 如何将逆变器的热量顺利带出是逆变器设计中非常重要的问题。
1、高压逆变器为什么需要散热，热量从哪里来？
高压变频器的发热元件主要有两部分：一是整流变压器，二是功率元件。 功率元件散热的方式是关键。 现代逆变器一般采用风冷或水冷。 功率较小时，风冷即可满足要求。 当功率较大时，需要通过散热器通水，利用水流带走热量。 由于散热器一般具有不同的电位，因此必须使用绝缘强度较好的水。 一般用纯净水，比普通蒸馏水好。 离子含量更低。 在水路循环系统中，一般会加装离子树脂交换器，因为散热器上的金属离子会不断溶入水中，需要通过吸附去除这些离子。
应该说从散热的角度来说，水冷是比较理想的。 但水循环系统工艺要求高，安装复杂，维护工作量大，一旦漏水，就会带来安全隐患。 因此，如果能用风冷解决问题，就不要用水冷。 毕竟风冷所能解决的散热功率是有一个限度的，而这个限度又和技术范畴有关。 如ABB公司的系列三电平逆变器规定以上必须采用水冷，而美国和AB公司对/6KV逆变器仍采用风冷。
2、高压逆变器常用的三种散热方式
由于高压逆变器本体在运行过程中有一定的热损失，为保证逆变器良好的运行环境，需要为逆变器房配备独立的冷却系统。 综合冷却系统的投资和运行成本、设备维护、无故障运行时间等综合考虑，提出以下三种冷却系统解决方案：
1、空调密闭降温方式
为提高高压大功率逆变器的应用稳定性，解决高压逆变器在使用环境中的散热问题。 目前常用的方法是：密闭空调降温。 这种方法主要是为高压变频器提供一个具有隔热效果的固定房间，根据高压变频器的发热量和房间的大小来计算空调的制冷量，所以比如装备一定数量的空调。 使用空调制冷时，房间建筑面积大，会增加空调的制冷负荷。 同时，由于变频器排出的热风不能被空调充分吸入冷却，系统运行效率低下，造成节能二次浪费。 逆变器室内的冷热空气循环如下图所示。
逆变器从机柜前后进风，逆变器内部的热量被机柜顶部的风机带走，排到室内。 从而在逆变室的上部形成高温高压的旋风涡流区，在逆变器的前部形成局部负压区。 在运行过程中，逆变电源柜正面的上部区域实际上吸入了刚刚排出的热空气进行冷却，短路气流无法达到有效的冷却效果。 空调通常采用下进上出的进风结构，在一定程度上与变频器形成“空气抢”现象，即“混循环区”。 在这个区域，变频器吸入的空气不完全是空调冷却后的冷风，空调的制冷处理并没有完全冷却变频器排出的热风，导致低整个冷却系统的运行效率。 变频器本身是一种节能节电设备，但通常采用的空调制冷造成了能源的二次浪费。 这种情况在大功率和超大功率变频应用系统中更为明显。
2.风道冷却
1、功率柜的风道设计如下图所示：
从功率柜散热系统图可以看出，功率单元内部散热系统通过安装在单元内的风扇强制冷却单元内的散热器，使每个功率单元都能满足散热要求。 进风口处柜内形成强负压，柜外大量冷空气进入高压逆变器风道，通过功率单元风道对机组散热器进行冷却。 同时，由于机柜顶部风机抽风量大，在密闭室内形成强大的负压，加速功率单元内的热风进入密闭室内，通过柜顶风机抽出高压逆变柜。 通过在功率单元内建立严密顺畅的风道和强制风冷设计，大大提高了高压逆变器冷却系统的散热能力和效率，同时减小了散热器和功率柜的体积还可以缩小高压逆变器，实现小型化，为用户安装高压逆变器节省空间。
3、风水冷却系统
高压变频器的运行环境温度通常要求为-5～40℃，环境中的粉尘含量低于 。 温度过高会导致逆变器过热保护跳闸，含尘量过大会导致逆变器通风过滤器的更换和清洗维护过多，增加维护成本。 因此，采用什么样的散热方式和系统结构非常重要。
为解决高压逆变器运行环境的冷却和控制问题，提高系统安全性和可靠性，降低运行成本。 可解决散热密度高、单位功率大等问题，有效提高系统安全性和可靠性，降低运营成本。
风水冷却系统是一种高效、环保、节能的冷却系统，其应用技术在国内处于领先地位。 在电力、钢铁等行业的高压大功率变频应用中得到广泛推广应用。 由于其完整的机械结构设计，该系统明显比空调等电子电气设备更安全、更可靠。
其主要原理是：变频器出来的热风通过风道与风冷装置直接换热，变频器散失的热量直接由冷却水带走； 冷却后的冷空气被排放回房间。 通过风冷装置的冷水温度低于33℃，可保证热风通过散热片后逆变器机房环境温度控制在40℃以下满足要求逆变器的环境操作。 从而保证了逆变器房良好的运行环境。 冷却水与循环空气完全隔离，水管路与变频室外高压设备明确隔离，确保高压机房不会发生防水等安全威胁和事故和绝缘损坏。
同时，由于机房密闭性，逆变器采用室内循环风对设备进行冷却，具有低粉尘、少维护的特点； 减少环境对逆变电源柜和控制柜运行稳定性的不利影响。 风水冷却系统结构示意图如下：
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