rješenja za hlađenje pretvarača frekvencije
Frekvencijski pretvarači osiguravaju napajanje i upravljanje komercijalnim i industrijskim motorima i moraju biti toplinski zaštićeni u skladu s njihovim dizajnom i okolinom primjene. Glavne prednosti frekventnog pretvarača su fleksibilno upravljanje, stabilne performanse pokretanja i gašenja te značajna ušteda energije koju donose centrifugalni ventilatori i pumpe koje rade pod promjenjivim opterećenjem.
Učinkovitost većine frekvencijskih pretvarača i njihovih dodataka nije povećana samo za 4 posto, već je povećana i za 2 posto u elektroničkom sustavu. Međutim, zbog velike pretvorbe snage u frekventnom pretvaraču velike snage, čak i ako je gubitak učinkovitosti nizak, to će dovesti do stvaranja otpadne topline od nekoliko kilovata do desetaka kilovata. Moramo pokušati raspršiti ovu toplinu.
1. Otvoreno ili zapečaćeno:
U otvorenom kabinetu sa zračnim hlađenjem lako je ukloniti ovu toplinu. Međutim, u surovom okruženju nemoguće je koristiti hlađenje ventilatorom ili izravnim protokom zraka za hlađenje, a upravljanje toplinom kućišta postalo je važan dio procesa dizajna. Strategija istraživanja vrlo je važna za pretvarač frekvencije koji hladi zatvorenu školjku srednje i velike snage učinkovito, pasivno i ekonomično u teškim uvjetima.
Kabinet s otvorenim protokom zraka može omogućiti cirkulaciju okolnog zraka kroz kabinet i izravno i učinkovito hlađenje modula velike snage. Zatvoreno kućište ne dopušta ulazak vanjskog zraka u ormarić, već koristi zrak u ormariću za hlađenje elektroničkih proizvoda i prijenos topline u okolni zrak kroz izmjenjivač topline. Oba ormara su prikladna za sustave male snage. Međutim, za mnoge inverterske ormare velike snage, razina potrošnje energije je viša od potrošnje zračnog hlađenja. Komponente male snage općenito se hlade izravno protokom zraka, dok se komponente veće snage hlade izravno ili neizravno vodom za hlađenje postrojenja, sustavom kompresije pare ili sustavom pumpane tekućine.
2. Termosifonsko hlađenje:
Loop thermosyphon (LTS) je dvofazni rashladni uređaj pokretan gravitacijom. Njihov način rada sličan je načinu rada toplinske cijevi. Sve dok radni fluid isparava i kondenzira u zatvorenom ciklusu, može prenositi toplinu unutar zadane udaljenosti. U usporedbi s toplinskom cijevi, glavna prednost termosifona s petljom je ta što može koristiti vodljivi radni fluid i prenositi veliku snagu učinkovito i na daljinu. U usporedbi s aktivnim tekućim rashladnim sredstvom, kompresijom pare ili pumpanim dvofaznim sustavom hlađenja, termosifon s petljom nema pokretnih dijelova i ima veću pouzdanost. Termosifon s petljom vrlo je prikladan za prijenos otpadne topline velike snage iz energetske elektroničke opreme u ormaru u vanjsko okruženje ormara.
3. Zatvoreni izmjenjivač topline:
U kombinaciji termosifona s petljom i zabrtvljenog izmjenjivača topline, bipolarni tranzistor s izoliranim vratima velike snage (IGBT) ili integrirani komutirani tiristor s vratima (IGCT) ugrađeni su na hladnu ploču termosifona s petljom. Njegovo opterećenje od 10kW plus toplinsko opterećenje raspršuje se u zrak vanjskog ormarića kroz petljasti termosifon. Sve sekundarne elektroničke komponente hlade se zatvorenim izmjenjivačem topline plin-plin, koji može izvesti otpadnu toplinu od oko 1 kW. Zatvoreni hladnjak može otpustiti toplinu koju generiraju komponente male snage i distribuirane komponente u ormaru energetske elektronike i spriječiti interakciju zagađivača u vanjskom zraku s tim komponentama. Kombinacija dva rješenja za hlađenje može pouzdano hladiti kontroler motora velike snage u zatvorenoj ljusci koju zahtijeva teško radno okruženje.
4. Hlađenje tekućinom:
Hlađenje tekućinom je uobičajeni način industrijskog hlađenja tekućinom. Za opremu frekvencijskog pretvarača, ova se metoda rijetko koristi za odvođenje topline zbog visoke cijene i velikog volumena kada se koristi u frekvencijskom pretvaraču malog kapaciteta. Štoviše, budući da je kapacitet općeg frekvencijskog pretvarača od nekoliko KVA do gotovo 100 KVA, a kapacitet nije jako velik, teško je učiniti troškovne performanse prihvatljivima za korisnike. Ova metoda se koristi samo u posebnim prilikama) i frekvencijski pretvarači s posebno velikim kapacitetom.
Bez obzira koje se toplinsko rješenje usvoji, njegova potrošnja energije mora se odrediti prema kapacitetu pretvarača frekvencije, a odgovarajući ventilatori i radijatori moraju se odabrati kako bi se postigla izvrsna isplativost. Istodobno, čimbenici okoliša koje koristi pretvarač frekvencije moraju se u potpunosti uzeti u obzir. S obzirom na tešku okolinu, moraju se poduzeti odgovarajuće mjere kako bi se osigurao normalan i pouzdan rad pretvarača frekvencije. Iz perspektive samog frekvencijskog pretvarača, utjecaj nepovoljnih čimbenika treba izbjegavati koliko god je to moguće kako bi se osigurao pouzdan rad frekvencijskog pretvarača.
