Thermische koeling met hoog vermogen frequentieomvormer

Frequentieomvormers leveren stroom en besturing voor commerciële en industriële motoren en moeten thermisch worden beschermd in overeenstemming met 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 met 2 procent in het elektronische systeem. Vanwege de grote vermogensconversie in een hoogvermogen-frequentieomvormer, zelfs als het efficiëntieverlies laag is, zal dit leiden tot de opwekking van restwarmte van enkele kilowatts tot tientallen kilowatts. We moeten proberen deze warmte af te voeren.

1. Geopend of verzegeld:

In een open luchtgekoelde kast kan deze warmte eenvoudig worden afgevoerd. In de ruwe omgeving is het echter onmogelijk om filterventilatorkoeling of directe luchtstroom te gebruiken om af 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 afgedichte behuizing met gemiddeld en hoog vermogen efficiënt, passief en economisch koelt in de ruwe omgeving.

De open luchtstroomkast kan de omgevingslucht door de kast laten circuleren en de krachtige module direct en effectief koelen. De afgesloten behuizing laat geen externe lucht de kast binnen, 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 energiezuinige systemen. Voor veel omvormerkasten met hoog vermogen is het stroomverbruik echter hoger dan dat van luchtkoeling. Componenten met een laag vermogen worden over het algemeen direct gekoeld door luchtstroom, terwijl componenten met een hoger vermogen direct of indirect worden gekoeld door koelwater, stoomcompressiesysteem of gepompt vloeistofsysteem.

2. Thermosyphon-koeling:

Loop thermosyphon (LTS) is een door zwaartekracht aangedreven tweefasig koelapparaat. Hun werkmodus is vergelijkbaar met die van heat pipe. Zolang de werkvloeistof in een gesloten kringloop verdampt en condenseert, kan deze binnen een bepaalde afstand warmte overdragen. Vergeleken met heat pipe is het belangrijkste voordeel van loop-thermosyphon dat het geleidende werkvloeistof kan gebruiken en hoog vermogen efficiënt en op afstand kan overbrengen. Vergeleken met het actieve vloeibare koelmiddel, stoomcompressie of gepompt tweefasig koelsysteem, heeft de lusthermosifon geen bewegende delen en is hij betrouwbaarder. De lus-thermosyfon is zeer geschikt voor het overdragen van hoogvermogen restwarmte van de vermogenselektronica in de kast naar de externe omgeving van de kast.

3. Warmtewisselaar met verzegelde schaal:

In de combinatie van een lus-thermosyfon en een afgedichte warmtewisselaar, is een hoogvermogen bipolaire transistor met geïsoleerde poort (IGBT) of geïntegreerde thyristor met gecommuteerde poort (IGCT) geïnstalleerd op de koude plaat van de lus-thermosyphon. De 10 kW belasting plus warmtebelasting wordt afgevoerd in de lucht van de externe kast via een lusthermosifon. Alle secundaire elektronische componenten worden gekoeld door een gesloten gas-gas-warmtewisselaar, die afvalwarmte van ongeveer 1 kW kan exporteren. De afgedichte schaalkoeler kan de warmte afvoeren die wordt gegenereerd door de low-power en gedistribueerde componenten in de vermogenselektronicakast, en voorkomen dat de 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 veelgebruikte manier van industriële vloeistofkoeling. Voor de uitrusting van een frequentieomvormer wordt deze methode zelden gebruikt voor warmteafvoer vanwege de hoge kosten en het grote volume bij gebruik in een frequentieomvormer met een kleine capaciteit. Bovendien, aangezien de capaciteit van een algemene frequentieomvormer van enkele KVA tot bijna 100 KVA is en de capaciteit niet erg groot is, is het moeilijk om de kostenprestaties acceptabel te maken voor gebruikers. Deze methode wordt alleen gebruikt bij speciale gelegenheden) en frequentieomvormers met een bijzonder groot vermogen.

Het maakt niet uit welke thermische oplossing wordt gebruikt, het stroomverbruik ervan wordt bepaald op basis van de capaciteit van de frequentieomvormer en de juiste ventilatoren en radiatoren worden geselecteerd om uitstekende kostenprestaties te bereiken. Tegelijkertijd moet volledig rekening worden gehouden met de omgevingsfactoren die door de frequentieomvormer worden gebruikt. Met het oog op de ruwe omgeving 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 een ​​betrouwbare werking van de frequentieomvormer te garanderen.