Koelmanieren voor frequentieomvormers met hoog vermogen
Frequentieomvormers leveren stroom en besturing voor commerciële en industriële motoren en moeten thermisch worden beveiligd op basis van hun ontwerp en toepassingsomgeving. De belangrijkste voordelen van de frequentieomvormer zijn flexibele regeling, stabiele opstart- en uitschakelprestaties en aanzienlijke energiebesparingen dankzij centrifugaalventilatoren en pompen die onder variabele belasting werken.
Het rendement van de meeste frequentieomvormers en hun accessoires wordt niet alleen met 4 procent verhoogd, maar ook in het elektronische systeem met 2 procent. Vanwege de grote vermogensconversie in frequentieomvormers met hoog vermogen zal dit echter, zelfs als het efficiëntieverlies laag is, leiden tot de opwekking van afvalwarmte van enkele tot tientallen kilowatts. We moeten proberen deze hitte af te voeren.
1. Geopend of verzegeld:
In een open luchtgekoelde kast is het eenvoudig om deze warmte af te voeren. In de barre omstandigheden is het echter onmogelijk om filterventilatorkoeling of directe luchtstroom te gebruiken om te koelen, en het warmtebeheer van de schaal is een belangrijk onderdeel van het ontwerpproces geworden. De onderzoeksstrategie is erg belangrijk voor de frequentieomvormer die de gesloten behuizing met middelhoog en hoog vermogen efficiënt, passief en economisch koelt in de zware omstandigheden.
De open luchtstroomkast kan de omgevingslucht door de kast laten circuleren en de krachtige module direct en effectief koelen. De afgedichte behuizing laat geen externe lucht de kast binnendringen, maar gebruikt de lucht in de kast om de elektronische producten te koelen en de warmte via de warmtewisselaar naar de omgevingslucht te exporteren. Beide kasten zijn geschikt voor laagvermogensystemen. Voor veel inverterkasten met hoog vermogen is het stroomverbruik echter hoger dan dat van luchtkoeling. Componenten met een laag vermogen worden over het algemeen direct gekoeld door de luchtstroom, terwijl componenten met een hoger vermogen direct of indirect worden gekoeld door koelwater, een stoomcompressiesysteem of een gepompt vloeistofsysteem.
2. Thermosiphon-koeling:
Loop thermosyphon (LTS) is een door zwaartekracht aangedreven tweefasig koelapparaat. Hun werkmodus is vergelijkbaar met die van heatpipes. Zolang de werkvloeistof in een gesloten cyclus verdampt en condenseert, kan deze binnen een bepaalde afstand warmte overdragen. Vergeleken met heatpipe is het belangrijkste voordeel van lusthermosyfon dat het geleidende werkvloeistof kan gebruiken en een hoog vermogen efficiënt en op afstand kan overbrengen. Vergeleken met het actieve vloeibare koelmiddel, stoomcompressie of gepompt tweefasig koelsysteem heeft de lusthermosyfon geen bewegende delen en is hij betrouwbaarder. De lus-thermosyfon is zeer geschikt voor het overbrengen van hoogvermogen afvalwarmte van de elektronische vermogensapparatuur in de kast naar de externe omgeving van de kast.
3. Warmtewisselaar met afgedichte schaal:
In de combinatie van lusthermosyfon en afgedichte warmtewisselaar, wordt een krachtige bipolaire transistor met geïsoleerde poort (IGBT) of geïntegreerde poortgecommuteerde thyristor (IGCT) geïnstalleerd op de koude plaat van lusthermosyfon. De belasting van 10 kW plus warmtebelasting wordt via een thermosifon in de lucht van de externe kast afgevoerd. Alle secundaire elektronische componenten worden gekoeld door een afgesloten gas-gas-warmtewisselaar, die afvalwarmte van ongeveer 1 kW kan exporteren. De afgedichte schaalkoeler kan de warmte afvoeren die wordt gegenereerd door de laagvermogen- en gedistribueerde componenten in de vermogenselektronicakast en voorkomen dat verontreinigende stoffen in de buitenlucht in wisselwerking treden met deze componenten. De combinatie van de twee koeloplossingen kan de krachtige motorcontroller betrouwbaar koelen in de afgedichte behuizing die vereist is voor de zware werkomgeving.
4. Vloeistofkoeling:
Vloeistofkoeling is een gebruikelijke manier van industriële vloeistofkoeling. Voor de uitrusting van frequentieomvormers wordt deze methode zelden gebruikt voor warmteafvoer vanwege de hoge kosten en het grote volume bij gebruik in frequentieomvormers met kleine capaciteit. Omdat de capaciteit van een algemene frequentieomvormer bovendien varieert van enkele KVA tot bijna 100 KVA en de capaciteit niet erg groot is, is het moeilijk om de kostenprestaties aanvaardbaar te maken voor gebruikers. Deze methode wordt alleen gebruikt bij speciale gelegenheden) en frequentieomvormers met een bijzonder grote capaciteit.
Ongeacht welke thermische oplossing wordt gekozen, het energieverbruik ervan wordt bepaald op basis van de capaciteit van de frequentieomvormer, en er worden geschikte ventilatoren en radiatoren geselecteerd om uitstekende kostenprestaties te bereiken. Tegelijkertijd moet volledig rekening worden gehouden met de omgevingsfactoren die door de frequentieomvormer worden gebruikt. Gezien de zware omstandigheden moeten overeenkomstige maatregelen worden genomen om de normale en betrouwbare werking van de frequentieomvormer te garanderen. Vanuit het perspectief van de frequentieomvormer zelf moet de invloed van ongunstige factoren zoveel mogelijk worden vermeden om de betrouwbare werking van de frequentieomvormer te garanderen.
