Nagy teljesítményű frekvenciaváltós hőhűtés
A frekvenciaváltók teljesítményt és vezérlést biztosítanak a kereskedelmi és ipari motorok számára, és a tervezési és alkalmazási környezetüknek megfelelően termikus védelmet kell biztosítani. A frekvenciaváltó fő előnyei a rugalmas szabályozás, a stabil indítási és leállítási teljesítmény, valamint a változó terhelés mellett működő centrifugális ventilátorok és szivattyúk jelentős energiamegtakarítás.
A legtöbb frekvenciaváltó és tartozékaik hatékonysága nemcsak 4 százalékkal, hanem az elektronikus rendszerben is 2 százalékkal nő. Azonban a nagy teljesítményű frekvenciaváltók nagy teljesítménykonverziója miatt, még ha a hatékonysági veszteség alacsony is, több kilowatttól több tíz kilowattig hulladékhő keletkezik. Meg kell próbálnunk eloszlatni ezt a hőt.
1. Felbontva vagy lezárva:
Egy nyitott léghűtéses szekrényben könnyen eltávolítható ez a hő. A zord környezetben azonban nem lehet szűrőventilátoros hűtést vagy közvetlen légáramot használni a hűtéshez, és a héj hőkezelése a tervezési folyamat fontos részévé vált. A közepes és nagy teljesítményű zárt héjat hatékonyan, passzívan és gazdaságosan hűtő frekvenciaváltó esetében nagyon fontos a kutatási stratégia a zord környezetben.
A nyitott levegőáramú szekrény lehetővé teszi a környezeti levegő átáramlását a szekrényen keresztül, és közvetlenül és hatékonyan hűti a nagy teljesítményű modult. A lezárt ház nem engedi be a külső levegőt a szekrénybe, hanem a szekrényben lévő levegőt használja az elektronikai termékek hűtésére, és a hőt a hőcserélőn keresztül a környezeti levegőbe exportálja. Mindkét szekrény alkalmas alacsony fogyasztású rendszerekhez. Azonban sok nagy teljesítményű inverteres szekrény energiafogyasztása magasabb, mint a léghűtésé. A kis teljesítményű alkatrészek hűtése általában közvetlenül levegőáram segítségével történik, míg a nagyobb teljesítményű alkatrészeket közvetlenül vagy közvetve a létesítmény hűtővízzel, gőzkompressziós rendszerrel vagy szivattyús folyadékrendszerrel hűtik.
2. Termoszifonos hűtés:
A hurok termoszifon (LTS) egy gravitációs hajtású kétfázisú hűtőberendezés. Működési módjuk hasonló a hőcsőhöz. Amíg a munkaközeg zárt ciklusban elpárolog és lecsapódik, addig adott távolságon belül hőt tud átadni. A hőcsőhöz képest a huroktermoszifon fő előnye, hogy vezetőképes munkafolyadékot tud használni, és nagy teljesítményt hatékonyan és távolról továbbít. Az aktív folyékony hűtőközeggel, gőzkompressziós vagy szivattyús kétfázisú hűtőrendszerrel összehasonlítva a huroktermoszifonnak nincs mozgó alkatrésze, és nagyobb a megbízhatósága. A huroktermoszifon kiválóan alkalmas a nagy teljesítményű hulladékhő átvitelére a szekrényben lévő teljesítményelektronikai berendezésekből a szekrény külső környezetébe.
3. Zárt héjú hőcserélő:
A huroktermoszifon és a zárt hőcserélő kombinációjában nagy teljesítményű szigetelt kapu bipoláris tranzisztor (IGBT) vagy integrált kapu kommutált tirisztor (IGCT) van a huroktermoszifon hideg lemezére szerelve. 10 kW-os terhelése plusz hőterhelése huroktermoszifonon keresztül jut el a külső szekrény levegőjébe. Minden másodlagos elektronikai alkatrészt lezárt gáz-gáz hőcserélő hűt, amely körülbelül 1 kW hulladékhőt tud továbbítani. A zárt héjú hűtő képes kivezetni a teljesítményelektronikai szekrényben lévő kis teljesítményű és elosztott alkatrészek által termelt hőt, és megakadályozza, hogy a külső levegőben lévő szennyező anyagok kölcsönhatásba lépjenek ezekkel az alkatrészekkel. A két hűtési megoldás kombinációja megbízhatóan hűti a nagy teljesítményű motorvezérlőt a zord munkakörnyezet által megkívánt zárt burkolatban.
4. Folyékony hűtés:
A folyadékhűtés az ipari folyadékhűtés elterjedt módja. A frekvenciaváltó berendezésénél ezt a módszert ritkán alkalmazzák hőelvezetésre, mert kis kapacitású frekvenciaváltóban alkalmazzák magas költsége és nagy térfogata miatt. Ráadásul, mivel az általános frekvenciaváltó teljesítménye néhány KVA-tól közel 100 KVA-ig terjed, és a kapacitás nem túl nagy, nehéz a költséghatékonyságot a felhasználók számára elfogadhatóvá tenni. Ezt a módszert csak különleges alkalmakkor alkalmazzák) és különösen nagy kapacitású frekvenciaváltóknál.
Függetlenül attól, hogy melyik termikus megoldást választják, annak teljesítményfelvételét a frekvenciaváltó kapacitásának megfelelően kell meghatározni, és megfelelő ventilátorokat és radiátorokat kell kiválasztani a kiváló költséghatékonyság elérése érdekében. Ugyanakkor teljes mértékben figyelembe kell venni a frekvenciaváltó által használt környezeti tényezőket. A zord környezetre való tekintettel megfelelő intézkedéseket kell tenni a frekvenciaváltó normál és megbízható működésének biztosítására. Magának a frekvenciaváltónak a szempontjából a kedvezőtlen tényezők hatását lehetőleg kerülni kell a frekvenciaváltó megbízható működése érdekében.
