Didelės galios dažnio keitiklio aušinimo būdai
Dažnio keitikliai tiekia maitinimą ir valdymą komerciniams ir pramoniniams varikliams ir turi būti termiškai apsaugoti, atsižvelgiant į jų konstrukciją ir taikymo aplinką. Pagrindiniai dažnio keitiklio pranašumai yra lankstus valdymas, stabilus paleidimo ir išjungimo veikimas bei didelis energijos taupymas, kurį suteikia išcentriniai ventiliatoriai ir siurbliai, veikiantys esant kintamoms apkrovoms.
Daugumos dažnio keitiklių ir jų priedų efektyvumas ne tik padidintas 4 proc., bet ir 2 proc. padidintas elektroninėje sistemoje. Tačiau dėl didelio galios konvertavimo didelės galios dažnio keitiklyje, net jei efektyvumo nuostoliai yra maži, dėl to bus generuojama nuo kelių kilovatų iki dešimčių kilovatų atliekinės šilumos. Turime stengtis išsklaidyti šią šilumą.
1. Atidaryta arba užplombuota:
Atviroje oru aušinamoje spintoje šią šilumą lengva pašalinti. Tačiau atšiaurioje aplinkoje neįmanoma naudoti aušinimo filtro ventiliatoriumi arba tiesioginio oro srauto, o korpuso šilumos valdymas tapo svarbia projektavimo proceso dalimi. Tyrimo strategija labai svarbi dažnio keitikliui, kuris atšiaurioje aplinkoje efektyviai, pasyviai ir ekonomiškai vėsina vidutinės ir didelės galios sandarų korpusą.
Atviro oro srauto spinta gali leisti aplinkos orui cirkuliuoti per spintelę ir tiesiogiai bei efektyviai vėsinti didelės galios modulį. Sandarus korpusas neleidžia išoriniam orui patekti į spintelę, bet naudoja spintoje esantį orą elektroniniams gaminiams vėsinti ir šilumą per šilumokaitį eksportuoja į aplinkos orą. Abi spintos tinka mažos galios sistemoms. Tačiau daugelio didelės galios inverterių spintelių energijos suvartojimas yra didesnis nei oro aušinimo. Mažos galios komponentai paprastai aušinami tiesiogiai oro srautu, o didesnės galios komponentai aušinami tiesiogiai arba netiesiogiai įrenginio aušinimo vandeniu, garų suspaudimo sistema arba pumpuojamo skysčio sistema.
2. Aušinimas termosifonu:
Kilpinis termosifonas (LTS) yra gravitacinis dviejų fazių aušinimo įrenginys. Jų darbo režimas panašus į šilumos vamzdžio. Kol darbinis skystis išgaruoja ir kondensuojasi uždarame cikle, jis gali perduoti šilumą tam tikru atstumu. Palyginti su šilumos vamzdžiu, pagrindinis kilpinio termosifono pranašumas yra tas, kad jis gali naudoti laidus darbinį skystį ir efektyviai bei nuotoliniu būdu perduoti didelę galią. Palyginti su aktyviu skystu aušinimo skysčiu, garų kompresija ar pumpuojama dvifaze aušinimo sistema, kilpinis termosifonas neturi judančių dalių ir pasižymi didesniu patikimumu. Kilpinis termosifonas labai tinka perduoti didelės galios atliekinę šilumą iš galios elektroninės įrangos spintoje į išorinę spintos aplinką.
3. Sandarus korpuso šilumokaitis:
Kilpinio termosifono ir sandaraus šilumokaičio derinyje ant kilpinio termosifono šaltosios plokštės montuojamas didelės galios izoliuotas dvipolis tranzistorius (IGBT) arba integruotas vartų komutuojamas tiristorius (IGCT). Jo 10 kW apkrova ir šilumos apkrova išsklaido į išorinės spintelės orą per kilpinį termosifoną. Visi antriniai elektroniniai komponentai aušinami sandariu dujų-dujų šilumokaičiu, kuris gali eksportuoti apie 1 kW atliekų šilumos. Užsandarintas korpuso aušintuvas gali išleisti šilumą, kurią generuoja mažos galios ir paskirstyti komponentai galios elektronikos korpuse, ir neleisti išoriniame ore esantiems teršalams sąveikauti su šiais komponentais. Dviejų aušinimo sprendimų derinys gali patikimai vėsinti didelio galingumo variklio valdiklį sandariame korpuse, kurio reikia atšiaurioje darbo aplinkoje.
4. Aušinimas skysčiu:
Aušinimas skysčiu yra įprastas pramoninio skysčio aušinimo būdas. Dažnio keitiklio įrangai šis metodas retai naudojamas šilumos išsklaidymo atveju dėl didelių sąnaudų ir didelio tūrio, kai naudojamas mažos talpos dažnio keitiklyje. Be to, kadangi bendro dažnio keitiklio galia yra nuo kelių KVA iki beveik 100 KVA, o galingumas nėra labai didelis, sunku padaryti, kad sąnaudos būtų priimtinos vartotojams. Šis metodas naudojamas tik ypatingomis progomis) ir ypač didelės talpos dažnio keitikliams.
Nepriklausomai nuo pasirinkto šiluminio sprendimo, jo energijos suvartojimas turi būti nustatomas pagal dažnio keitiklio galingumą ir parenkami tinkami ventiliatoriai ir radiatoriai, kad būtų pasiektas puikus ekonomiškumas. Tuo pačiu metu turi būti visiškai atsižvelgiama į dažnio keitiklio naudojamus aplinkos veiksnius. Atsižvelgiant į atšiaurią aplinką, reikia imtis atitinkamų priemonių, kad būtų užtikrintas normalus ir patikimas dažnio keitiklio veikimas. Paties dažnio keitiklio požiūriu, norint užtikrinti patikimą dažnio keitiklio veikimą, reikėtų kiek įmanoma vengti neigiamų veiksnių įtakos.
