Toplotno hlađenje pretvarača visoke snage frekvencije

Frekvencijski pretvarači pružaju snagu i kontrolu za komercijalne i industrijske motore i moraju biti termički zaštićeni prema njihovom dizajnu i okruženju primjene. Glavne prednosti frekventnog pretvarača su fleksibilna kontrola, stabilne performanse pokretanja i gašenja, te značajna ušteda energije koju su donijeli centrifugalni ventilatori i pumpe koje djeluju pod promjenjivim teretom.

Efikasnost većine frekvencijskih pretvarača i njihovih dodataka ne samo da je povećana za 4%, već i povećana za 2% u elektronskom sistemu. Međutim, zbog velike pretvaranja snage u pretvarač frekvencija velike snage, čak i ako je gubitak efikasnosti nizak, to će dovesti do generacije otpadne toplote od nekoliko kilovata do desetina kilovata. Moramo pokušati da raspustimo ovu toplotu.

1. Otvoreno ili zatvoreno:

U ormaru hlađenom na otvorenom lako je ukloniti ovu toplinu. Međutim, u oštrom okruženju, nemoguće je koristiti hlađenje filter ventilatora ili direktan protok zraka za hlađenje, a upravljanje toplinom ljuske postalo je važan dio procesa dizajna. Istraživačka strategija je vrlo važna za frekvencijski pretvarač koji hladi srednju i visokomoćnu zatvorenu ljusku efikasno, pasivno i ekonomski u oštrom okruženju.

Ormar s protokom zraka može pustiti ambijentalni zrak da cirkulira kroz ormar i direktno i učinkovito ohladi modul velike snage. Zatvoreni oplatni prostor ne dozvoljava ulazak vanjskog zraka u ormar, već koristi zrak u kabinetu za hlađenje elektronskih proizvoda i izvoz topline u ambijentalni zrak kroz izmještač topline. Oba ormara su pogodan za sisteme niske snage. Međutim, za mnoge ormare za izolučjivanje velike snage, razina potrošnje energije je višu od nivoa hlađenja zraka. Komponente niske snage se generalno hlade direktno protokom zraka, dok se komponente više snage hlade direktno ili indirektno postrojenjem rashladnom vodom, sistemom parne kompresije ili pumpanim tekućim sistemom.

2. Termosifon hlađenje:

Petlja termosifon (LTS) je gravitacijski pogoneni dvofazni rashladni uređaj. Njihov radni mod je sličan onom toplotne cijevi. Sve dok radni fluid isparava i kondenzire se u zatvorenom ciklusu, može prenijeti toplinu unutar date udaljenosti. U odnosu na toplotnu cijev, glavna prednost termosifona petlje je u tome što može koristiti provodnu radnu tekućinu i efikasno i daljinski prenositi visoku snagu. U poređenju sa aktivnim tečnim rashladnim, parnim kompresijama ili pumpanim dvofaznim rashladnim sistemom, termosifon petlje nema pokretne dijelove i ima veću pouzdanost. Termosifon petlje je vrlo pogodan za prijenos otpadne topline velike snage iz elektronike u kabinetu u vanjsko okruženje kabineta.

3. Zatvoreni izmenivač toplote ljuske:

U kombinaciji termosifona petlje i zatvorenog izmenioca toplote, na hladnu ploču termosifona petlje ugrađen je visokonaponski izolirani prolazni tranzistor (IGBT) ili integrisani tiristor (IGCT). Njegovo 10kW teret i toplotno teret se rasipaju u zrak vanjskog ormara kroz termosifon petlje. Sve sekundarne elektronske komponente hlađene su zatvorenim izmeniocem toplote gas-gas, koji može da izveze otpadnu toplotu od oko 1 kW. Zatvoreni hladnjak školjki može isprašiti toplinu koju generiše niska snaga i distribuirane komponente u ormaru elektronike za napajanje, i spriječiti onečišćene u vanjskom zraku u interakciji s ovim komponentama. Kombinacija dva rashladna rješenja pouzdano može ohladiti motorni kontroler velike snage u zatvorenoj ljusci koju zahtijeva oštro radni okoliš.

4. Tekuće hlađenje:

Tekuće hlađenje je čest način industrijskog hlađenja tečnosti. Za opremu frekventnog pretvarača, ova metoda se rijetko koristi za disipaciju topline zbog svojih visokih troškova i velikog volumena kada se koristi u pretvarač frekvencije malog kapaciteta. Štoviše, budući da je kapacitet pretvarača opće frekvencije od nekoliko KVA do skoro 100 KVA i kapacitet nije baš velik, teško je učiniti performanse troškova prihvatljivim za korisnike. Ova metoda se koristi samo u posebnim prilikama) i frekventnim pretvaračima sa posebno velikim kapacitetom.

Bez obzira koje se termalno rješenje usvoji, njegova potrošnja energije određuje se prema kapacitetu frekventnog pretvarača, te se biraju odgovarajući ventilatori i radijatori za postizanje izvrsnih troškovnih performansi. Istovremeno, u potpunosti se uzimaju u obzir faktori okoline koje koristi frekvencijski pretvarač. S'gledišta grubog okruženja, moraju se poduzeti odgovarajuće mjere kako bi se osigurao normalan i pouzdan rad frekventnog pretvarača. Iz perspektive samog frekventnog pretvarača, utjecaj nepovratnih faktora treba izbjegavati koliko god je to moguće kako bi se osigurao pouzdan rad frekventnog pretvarača.