λύσεις ψύξης μετατροπέων συχνότητας

Οι μετατροπείς συχνότητας παρέχουν ισχύ και έλεγχο για εμπορικούς και βιομηχανικούς κινητήρες και πρέπει να προστατεύονται θερμικά σύμφωνα με το σχεδιασμό και το περιβάλλον εφαρμογής τους. Τα κύρια πλεονεκτήματα του μετατροπέα συχνότητας είναι ο ευέλικτος έλεγχος, η σταθερή απόδοση εκκίνησης και απενεργοποίησης και η σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας από φυγόκεντρους ανεμιστήρες και αντλίες που λειτουργούν υπό μεταβλητό φορτίο.

 Η απόδοση των περισσότερων μετατροπέων συχνότητας και των αξεσουάρ τους όχι μόνο αυξάνεται κατά 4 τοις εκατό, αλλά και κατά 2 τοις εκατό στο ηλεκτρονικό σύστημα. Ωστόσο, λόγω της μεγάλης μετατροπής ισχύος στον μετατροπέα συχνότητας υψηλής ισχύος, ακόμη και αν η απώλεια απόδοσης είναι χαμηλή, θα οδηγήσει στη δημιουργία απορριπτόμενης θερμότητας από αρκετά κιλοβάτ σε δεκάδες κιλοβάτ. Πρέπει να προσπαθήσουμε να διαλύσουμε αυτή τη θερμότητα.

1. Ανοιγμένο ή σφραγισμένο:

Σε ένα ανοιχτό αερόψυκτο ντουλάπι, είναι εύκολο να αφαιρέσετε αυτή τη θερμότητα. Ωστόσο, στο σκληρό περιβάλλον, είναι αδύνατο να χρησιμοποιηθεί ψύξη ανεμιστήρα φίλτρου ή άμεση ροή αέρα για ψύξη και η διαχείριση θερμότητας του κελύφους έχει γίνει σημαντικό μέρος της διαδικασίας σχεδιασμού. Η στρατηγική έρευνας είναι πολύ σημαντική για τον μετατροπέα συχνότητας που ψύχει το σφραγισμένο κέλυφος μέσης και υψηλής ισχύος αποτελεσματικά, παθητικά και οικονομικά στο σκληρό περιβάλλον.

   Ο θάλαμος ροής ανοιχτού αέρα μπορεί να αφήσει τον ατμοσφαιρικό αέρα να κυκλοφορεί μέσω του ντουλαπιού και να ψύχει άμεσα και αποτελεσματικά τη μονάδα υψηλής ισχύος. Το σφραγισμένο περίβλημα δεν επιτρέπει στον εξωτερικό αέρα να εισέλθει στο ερμάριο, αλλά χρησιμοποιεί τον αέρα στο ερμάριο για να ψύχει τα ηλεκτρονικά προϊόντα και να εξάγει τη θερμότητα στον αέρα του περιβάλλοντος μέσω του εναλλάκτη θερμότητας. Και τα δύο ντουλάπια είναι κατάλληλα για συστήματα χαμηλής ισχύος. Ωστόσο, για πολλά ερμάρια μετατροπέων υψηλής ισχύος, το επίπεδο κατανάλωσης ενέργειας είναι υψηλότερο από αυτό της ψύξης αέρα. Τα εξαρτήματα χαμηλής ισχύος ψύχονται γενικά απευθείας από τη ροή αέρα, ενώ τα εξαρτήματα υψηλότερης ισχύος ψύχονται άμεσα ή έμμεσα από το νερό ψύξης της εγκατάστασης, το σύστημα συμπίεσης ατμού ή το σύστημα αντλούμενου υγρού.

2. Θερμοσύφωνα ψύξη:

  Ο θερμοσύφωνας βρόχου (LTS) είναι μια συσκευή ψύξης δύο φάσεων που κινείται με βαρύτητα. Ο τρόπος λειτουργίας τους είναι παρόμοιος με αυτόν του σωλήνα θερμότητας. Εφόσον το λειτουργικό ρευστό εξατμίζεται και συμπυκνώνεται σε έναν κλειστό κύκλο, μπορεί να μεταφέρει θερμότητα σε μια δεδομένη απόσταση. Σε σύγκριση με τον σωλήνα θερμότητας, το κύριο πλεονέκτημα του θερμοσύφωνα βρόχου είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιήσει αγώγιμο ρευστό εργασίας και να μεταδώσει υψηλή ισχύ αποτελεσματικά και εξ αποστάσεως. Σε σύγκριση με το ενεργό υγρό ψυκτικό, συμπίεση ατμού ή αντλούμενο διφασικό σύστημα ψύξης, ο βρόχος θερμοσύφωνας δεν έχει κινούμενα μέρη και έχει υψηλότερη αξιοπιστία. Ο θερμοσύφωνας βρόχου είναι πολύ κατάλληλος για τη μεταφορά της απορριπτόμενης θερμότητας υψηλής ισχύος από τον ηλεκτρονικό εξοπλισμό ισχύος στο ντουλάπι στο εξωτερικό περιβάλλον του ντουλαπιού.

3. Εναλλάκτης θερμότητας σφραγισμένου κελύφους:

  Στον συνδυασμό θερμοσύφωνου βρόχου και σφραγισμένου εναλλάκτη θερμότητας, το διπολικό τρανζίστορ με μόνωση πύλης υψηλής ισχύος (IGBT) ή το ενσωματωμένο θυρίστορ με μεταγωγή πύλης (IGCT) εγκαθίσταται στην ψυχρή πλάκα του θερμοσύφωνα βρόχου. Το φορτίο 10 kW συν θερμικό φορτίο διαχέεται στον αέρα του εξωτερικού ντουλαπιού μέσω του θερμοσύφωνα βρόχου. Όλα τα δευτερεύοντα ηλεκτρονικά εξαρτήματα ψύχονται από σφραγισμένο εναλλάκτη θερμότητας αερίου-αερίου, ο οποίος μπορεί να εξάγει απορριπτόμενη θερμότητα περίπου 1 kW. Το στεγανοποιημένο ψυγείο κελύφους μπορεί να εκκενώσει τη θερμότητα που παράγεται από τα εξαρτήματα χαμηλής κατανάλωσης και κατανεμημένα στον πίνακα ηλεκτρονικών ισχύος και να αποτρέψει την αλληλεπίδραση των ρύπων στον εξωτερικό αέρα με αυτά τα εξαρτήματα. Ο συνδυασμός των δύο λύσεων ψύξης μπορεί να ψύξει αξιόπιστα τον ελεγκτή κινητήρα υψηλής ισχύος στο σφραγισμένο κέλυφος που απαιτείται από το σκληρό περιβάλλον εργασίας.

4. Υγρόψυξη:

Η υγρή ψύξη είναι ένας κοινός τρόπος βιομηχανικής υγρής ψύξης. Για τον εξοπλισμό του μετατροπέα συχνότητας, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται σπάνια για απαγωγή θερμότητας λόγω του υψηλού κόστους και του μεγάλου όγκου όταν χρησιμοποιείται σε μετατροπέα συχνότητας μικρής χωρητικότητας. Επιπλέον, δεδομένου ότι η χωρητικότητα του μετατροπέα γενικής συχνότητας είναι από λίγα KVA έως σχεδόν 100 KVA και η χωρητικότητα δεν είναι πολύ μεγάλη, είναι δύσκολο να γίνει η απόδοση κόστους αποδεκτή από τους χρήστες. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται μόνο σε ειδικές περιπτώσεις) και μετατροπείς συχνότητας με ιδιαίτερα μεγάλη χωρητικότητα.

Ανεξάρτητα από το ποια θερμική λύση υιοθετηθεί, η κατανάλωσή της θα προσδιορίζεται σύμφωνα με την ικανότητα του μετατροπέα συχνότητας και οι κατάλληλοι ανεμιστήρες και καλοριφέρ θα επιλέγονται για την επίτευξη εξαιρετικής απόδοσης κόστους. Ταυτόχρονα, λαμβάνονται πλήρως υπόψη οι περιβαλλοντικοί παράγοντες που χρησιμοποιεί ο μετατροπέας συχνότητας. Λόγω του σκληρού περιβάλλοντος, πρέπει να ληφθούν τα αντίστοιχα μέτρα για να διασφαλιστεί η κανονική και αξιόπιστη λειτουργία του μετατροπέα συχνότητας. Από την άποψη του ίδιου του μετατροπέα συχνότητας, η επίδραση δυσμενών παραγόντων θα πρέπει να αποφεύγεται όσο το δυνατόν περισσότερο για να διασφαλιστεί η αξιόπιστη λειτουργία του μετατροπέα συχνότητας.