Načini hlađenja frekventnog pretvarača velike snage
Frekvencijski pretvarači daju snagu i kontrolu za komercijalne i industrijske motore i moraju biti termički zaštićeni u skladu sa svojim dizajnom i okolinom primjene. Glavne prednosti frekventnog pretvarača su fleksibilna kontrola, stabilne performanse pokretanja i isključivanja, te značajna ušteda energije koju donose centrifugalni ventilatori i pumpe koje rade pod promjenjivim opterećenjem.
Efikasnost većine frekventnih pretvarača i njihovih dodataka nije samo povećana za 4 posto, već je povećana i za 2 posto u elektronskom sistemu. Međutim, zbog velike konverzije snage u frekventnom pretvaraču velike snage, čak i ako je gubitak efikasnosti mali, to će dovesti do stvaranja otpadne topline od nekoliko kilovata do desetina kilovata. Moramo pokušati da raspršimo ovu toplotu.
1. Otvoren ili zapečaćen:
U otvorenom prostoru hlađenom zrakom, lako je ukloniti ovu toplinu. Međutim, u teškim uvjetima nemoguće je koristiti hlađenje filtera ventilatorom ili direktni protok zraka za hlađenje, a upravljanje toplinom kućišta postalo je važan dio procesa dizajna. Strategija istraživanja je veoma važna za frekventni pretvarač koji hladi zatvorenu školjku srednje i velike snage efikasno, pasivno i ekonomično u teškim uslovima.
Ormar sa otvorenim protokom vazduha može dozvoliti da okolni vazduh cirkuliše kroz kabinet i direktno i efikasno hladi modul velike snage. Zapečaćeno kućište ne dozvoljava spoljašnjem vazduhu da uđe u kabinet, već koristi vazduh u kućištu za hlađenje elektronskih proizvoda i izvoz toplote u vazduh okoline kroz izmenjivač toplote. Oba ormarića su pogodna za sisteme male snage. Međutim, za mnoge inverterske ormare velike snage, razina potrošnje energije je veća od one kod hlađenja zrakom. Komponente male snage se generalno hlade direktno protokom vazduha, dok se komponente veće snage hlade direktno ili indirektno vodom za hlađenje postrojenja, sistemom kompresije pare ili sistemom pumpane tečnosti.
2. Termosifonsko hlađenje:
Loop thermosyphon (LTS) je gravitacijski vođen dvofazni rashladni uređaj. Njihov način rada je sličan onom toplotnih cijevi. Sve dok radni fluid isparava i kondenzuje se u zatvorenom ciklusu, može prenositi toplotu unutar date udaljenosti. U poređenju sa toplotnim cevima, glavna prednost termosifona petlje je ta što može da koristi provodljivi radni fluid i prenosi veliku snagu efikasno i na daljinu. U poređenju sa aktivnim tečnim rashladnim sredstvom, parnom kompresijom ili pumpnim dvofaznim sistemom hlađenja, termosifon petlje nema pokretne delove i ima veću pouzdanost. Termosifon petlje je vrlo pogodan za prijenos otpadne topline velike snage iz energetske elektronske opreme u ormaru u vanjsko okruženje ormarića.
3. Zatvoreni izmjenjivač topline:
U kombinaciji termosifona petlje i zatvorenog izmjenjivača topline, na hladnu ploču termosifona petlje ugrađen je bipolarni tranzistor velike snage (IGBT) ili integrirani komutirani tiristor (IGCT). Njegovo opterećenje od 10 kW plus toplotno opterećenje se raspršuje u zrak vanjskog ormara kroz termosifon petlje. Sve sekundarne elektronske komponente se hlade zatvorenim plinsko-plinskim izmjenjivačem topline, koji može izvesti otpadnu toplinu od oko 1 kW. Zatvoreni hladnjak može ispuštati toplinu koju stvaraju male snage i distribuirane komponente u ormaru energetske elektronike i spriječiti interakciju zagađivača u vanjskom zraku sa ovim komponentama. Kombinacija dva rješenja za hlađenje može pouzdano ohladiti motorni kontroler velike snage u zapečaćenom omotaču koji je potreban u teškim radnim uvjetima.
4. Tečno hlađenje:
Tečno hlađenje je uobičajen način industrijskog hlađenja tekućinom. Za opremu frekventnog pretvarača, ova metoda se rijetko koristi za odvođenje topline zbog visoke cijene i velike zapremine kada se koristi u frekventnom pretvaraču malog kapaciteta. Štaviše, budući da je kapacitet opšteg frekventnog pretvarača od nekoliko KVA do skoro 100 KVA, a kapacitet nije jako velik, teško je učiniti troškovne performanse prihvatljivim za korisnike. Ova metoda se koristi samo u posebnim prilikama) i frekventni pretvarači posebno velikog kapaciteta.
Bez obzira na to koje termičko rješenje je usvojeno, njegova potrošnja energije će se odrediti prema kapacitetu frekventnog pretvarača, a odgovarajući ventilatori i radijatori će se odabrati kako bi se postigle odlične performanse troškova. Istovremeno, faktori okoline koje koristi frekventni pretvarač moraju se u potpunosti uzeti u obzir. S obzirom na surovo okruženje, moraju se poduzeti odgovarajuće mjere kako bi se osigurao normalan i pouzdan rad frekventnog pretvarača. Iz perspektive samog frekventnog pretvarača, uticaj štetnih faktora treba izbegavati koliko god je to moguće kako bi se obezbedio pouzdan rad frekventnog pretvarača.
