浅析BPJ―1000/1140变频器水冷系统改造

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自2005年变频器在神东矿区应用以来，已有多家设备生产商的设备在此投入应用，其中不乏世界知名厂商的设备，但因其配件价格贵、维修服务不及时、核心技术不授权等问题，2010年后神东公司决定主要设备国产化，以降低对进口设备的依赖。2013年8月bpj1000/1140变频器在我矿31煤大巷胶带机成功应用。

经过设备在我矿使用9个月之后，设备存在问题已逐渐开始显现，主要集中在变频器水冷系统。变频器使用中常出现逆变模块超温、水冷泵电机烧毁、水箱电动阀拒动、水冷泵流量变小、水冷板漏水等问题，严重影响矿井正常生产工作，加之水冷系统使用直通水直排（如图1未改造前），在本来水资源缺乏的矿区，水资源浪费非常严重。现综合上述问题我做逐一分析，并提出可行性改造方案。

图1 未改造前

1 逆变模块超温及水冷板漏水

经现场多次排查发现，造成此问题的原因是水冷板内部管道堵塞，水冷管的材质是为锰钢，而钢铁中的铁与水发生化学反应生成铁的多种氧化物（即铁锈），铁锈堆积多，冷却水流速变缓，则堵塞水冷管。

在我们应用中还出现过因多次反冲洗处理积锈而造成水冷板锈穿，水进入变频器逆变单元内部，增加引起设备发生短路的风险。解决方案就是将水冷板内部管道更换为不锈钢管或是铜管等不与水发生反应的材质，也就不会发生漏水引起短路的风险。

2 水冷泵电机烧毁

水冷泵的主要作用是将冷却水加压至1.5MPa后通过水冷板将变频器功率模块所产生的热量带走，而使用中我们出现过三次水冷泵电机无故烧毁的情况，通过事后拆解及实际运行测定得出，水冷泵电机设计功率不足，出现小马拉大车导致电机烧毁，更换大功率电机后，此问题得到彻底解决。

3 水箱电动阀拒动

水箱电动阀主要是控制冷却水箱的换水，如果发生阀拒动则会造成水箱内冷却水往复循环热量无法散失，严重时将造成变频器功率模块散热不良，最终将影响设备使用寿命。经过现场反复试转发现，控制电动阀的PLC输出点存在虚接，并且选用配套厂家的电动阀质量存在缺陷，采取并接输出、紧固接头及更换配套电动阀等做法，问题得到解决。

4 水冷泵流量变小

BPJ-1000/1140变频器在使用中时常报温保故障，起初排查故障认为水冷管堵塞所致，经多次蹲守观察最终确定为冷却水流量逐渐变小无压力引起，通过分析现场设备最终确定为水冷泵进水口法兰盘连接密封不好运行中进空气后导致水流量减小变频器散热不畅，后经更换进水闸阀法兰盘密封垫及处理水冷泵体排气阀处密封等措施，问题不再出现。

5 水冷系统整体改造方案

综上述出现问题，除第一个问题彻底解决外，其余问题只是缓解方法并不能彻底根除，且使用直通水直排浪费水资源问题并没有缓解，因此我们提出（图2改造后）水冷系统整体改造方案，并在水循环系统中使用纯净水，避免水中矿物质与管路发生化学反应，进而将管路堵塞风险降至最低，提高了变频器的运行可靠性并节约了宝贵的水资源。

图2 改造后

现将个人拙见进行讨论，不足之处还请大家批评指正，定当虚心学习加以更正，直至方案切实可行。