Yüksek güç frekans dönüştürücü soğutma yolları
Frekans dönüştürücüler ticari ve endüstriyel motorlar için güç ve kontrol sağlar ve tasarımlarına ve uygulama ortamlarına göre termal olarak korunmalıdır. Frekans dönüştürücünün temel avantajları esnek kontrol, istikrarlı başlatma ve kapatma performansı ve değişken yük altında çalışan santrifüj fanlar ve pompaların getirdiği önemli enerji tasarrufudur.
Çoğu frekans dönüştürücünün ve aksesuarlarının verimliliği yalnızca yüzde 4 oranında artmakla kalmadı, aynı zamanda elektronik sistemde de yüzde 2 oranında artış sağlandı. Ancak yüksek güçlü frekans dönüştürücüdeki büyük güç dönüşümü nedeniyle, verim kaybı düşük olsa bile birkaç kilovattan onlarca kilovata kadar atık ısı oluşmasına yol açacaktır. Bu ısıyı dağıtmaya çalışmalıyız.
1. Açılmış veya mühürlenmiş:
Açık hava soğutmalı bir kabinde bu ısının uzaklaştırılması kolaydır. Ancak zorlu ortamlarda filtre fanlı soğutma veya doğrudan hava akışını soğutmak mümkün değildir ve kabuğun ısı yönetimi tasarım sürecinin önemli bir parçası haline gelmiştir. Orta ve yüksek güçlü sızdırmaz kabuğu zorlu ortamda verimli, pasif ve ekonomik bir şekilde soğutan frekans dönüştürücü için araştırma stratejisi çok önemlidir.
Açık hava akış kabini, ortam havasının kabin içinde dolaşmasına ve yüksek güçlü modülü doğrudan ve etkili bir şekilde soğutmasına izin verebilir. Sızdırmaz muhafaza, harici havanın kabine girmesine izin vermez, ancak elektronik ürünleri soğutmak ve ısı eşanjörü aracılığıyla ısıyı ortam havasına aktarmak için kabin içindeki havayı kullanır. Her iki kabin de düşük güçlü sistemler için uygundur. Ancak birçok yüksek güçlü invertör kabininin güç tüketimi hava soğutmalınınkinden daha yüksektir. Düşük güçlü bileşenler genellikle doğrudan hava akışıyla soğutulurken, yüksek güçlü bileşenler doğrudan veya dolaylı olarak tesis soğutma suyu, buhar sıkıştırma sistemi veya pompalı sıvı sistemi ile soğutulur.
2. Termosifon soğutma:
Döngü termosifon (LTS), yerçekimiyle çalışan iki fazlı bir soğutma cihazıdır. Çalışma modları ısı borusununkine benzer. Çalışma akışkanı kapalı bir çevrimde buharlaştığı ve yoğunlaştığı sürece ısıyı belirli bir mesafeye aktarabilir. Isı borusuyla karşılaştırıldığında döngü termosifonun temel avantajı, iletken çalışma sıvısı kullanabilmesi ve yüksek gücü verimli ve uzaktan iletebilmesidir. Aktif sıvı soğutucu, buhar sıkıştırmalı veya pompalı iki fazlı soğutma sistemiyle karşılaştırıldığında döngü termosifonunun hareketli parçası yoktur ve daha yüksek güvenilirliğe sahiptir. Döngü termosifon, kabin içindeki güç elektroniği ekipmanından gelen yüksek güçlü atık ısının kabinin dış ortamına aktarılması için çok uygundur.
3. Kapalı kabuklu ısı eşanjörü:
Döngü termosifon ve sızdırmaz ısı eşanjörünün kombinasyonunda, döngü termosifonun soğuk plakasına yüksek güçlü yalıtımlı kapı bipolar transistörü (IGBT) veya entegre kapı komütasyonlu tristör (IGCT) monte edilir. 10kW yükü artı ısı yükü, döngü termosifon aracılığıyla dış kabinin havasına dağıtılır. Tüm ikincil elektronik bileşenler, yaklaşık 1 kW'lık atık ısıyı dışarı aktarabilen sızdırmaz gaz-gaz ısı eşanjörü tarafından soğutulur. Yalıtımlı kabuk soğutucu, güç elektroniği kabinindeki düşük güçlü ve dağıtılmış bileşenlerin ürettiği ısıyı tahliye edebilir ve dış havadaki kirleticilerin bu bileşenlerle etkileşimini önleyebilir. İki soğutma çözümünün kombinasyonu, zorlu çalışma ortamının gerektirdiği yalıtılmış kabuktaki yüksek güçlü motor kontrol cihazını güvenilir bir şekilde soğutabilir.
4. Sıvı soğutma:
Sıvı soğutma, endüstriyel sıvı soğutmanın yaygın bir yoludur. Frekans dönüştürücü ekipmanı için bu yöntem, küçük kapasiteli frekans dönüştürücüde kullanıldığında yüksek maliyeti ve büyük hacmi nedeniyle ısı dağıtımı için nadiren kullanılır. Ayrıca genel frekans dönüştürücünün kapasitesi birkaç KVA'dan yaklaşık 100 KVA'ya kadar olduğundan ve kapasite çok büyük olmadığından, maliyet performansının kullanıcılar için kabul edilebilir hale getirilmesi zordur. Bu yöntem yalnızca özel durumlarda ve özellikle büyük kapasiteli frekans dönüştürücülerde kullanılır.
Hangi termal çözüm benimsenirse benimsensin, güç tüketimi frekans dönüştürücünün kapasitesine göre belirlenecek ve mükemmel maliyet performansı elde etmek için uygun fanlar ve radyatörler seçilecektir. Aynı zamanda frekans dönüştürücünün kullandığı çevresel faktörler de tamamen dikkate alınacaktır. Zorlu ortam göz önüne alındığında, frekans dönüştürücünün normal ve güvenilir çalışmasını sağlamak için ilgili önlemlerin alınması gerekir. Frekans dönüştürücünün kendisi açısından bakıldığında, frekans dönüştürücünün güvenilir şekilde çalışmasını sağlamak için olumsuz faktörlerin etkisinden mümkün olduğunca kaçınılmalıdır.
