Suuritehoiset taajuusmuuttajat jäähdytystavat
Taajuusmuuttajat tarjoavat tehoa ja ohjausta kaupallisiin ja teollisuusmoottoreihin, ja ne on suojattava lämpösuojalla niiden suunnittelun ja käyttöympäristön mukaisesti. Taajuusmuuttajan tärkeimmät edut ovat joustava ohjaus, vakaa käynnistys- ja sammutussuorituskyky sekä vaihtelevalla kuormituksella toimivien keskipakopuhaltimien ja -pumppujen tuoma merkittävä energiansäästö.
Useimpien taajuusmuuttajien ja niiden lisälaitteiden hyötysuhde ei kasva vain 4 prosentilla, vaan myös elektroniikkajärjestelmässä 2 prosenttia. Kuitenkin suuritehoisen taajuusmuuttajan suuren tehon muunnoksen vuoksi, vaikka hyötysuhdehäviö on pieni, se johtaa hukkalämmön syntymiseen useista kilowateista kymmeniin kilowatteihin. Meidän on yritettävä hajoittaa tämä lämpö.
1. Avattu tai sinetöity:
Avoilmajäähdytteisessä kaapissa tämä lämpö on helppo poistaa. Ankarissa olosuhteissa on kuitenkin mahdotonta käyttää suodatinpuhallinjäähdytystä tai suoraa ilmavirtausta jäähdyttämiseen, ja vaipan lämmönhallinnasta on tullut tärkeä osa suunnitteluprosessia. Tutkimusstrategia on erittäin tärkeä taajuusmuuttajalle, joka jäähdyttää keski- ja suuritehoista tiivistettyä vaippaa tehokkaasti, passiivisesti ja taloudellisesti ankarissa olosuhteissa.
Avoilmavirtauskaappi voi päästää ympäröivän ilman kiertämään kaapin läpi ja jäähdyttää suoraan ja tehokkaasti suuritehoista moduulia. Suljettu kotelo ei päästä ulkoilmaa kaappiin, vaan käyttää kaapissa olevaa ilmaa elektroniikkatuotteiden jäähdyttämiseen ja lämmön siirtämiseen ympäröivään ilmaan lämmönvaihtimen kautta. Molemmat kaapit soveltuvat pienitehoisiin järjestelmiin. Kuitenkin monien suuritehoisten invertterikaappien virrankulutustaso on korkeampi kuin ilmajäähdytyksen. Pienitehoiset komponentit jäähdytetään yleensä suoraan ilmavirralla, kun taas tehokkaampia komponentteja jäähdytetään suoraan tai epäsuorasti laitoksen jäähdytysvedellä, höyrypuristusjärjestelmällä tai pumpattavalla nestejärjestelmällä.
2. Termosyfonijäähdytys:
Loop thermosyphon (LTS) on painovoimakäyttöinen kaksivaiheinen jäähdytyslaite. Niiden toimintatapa on samanlainen kuin lämpöputken. Niin kauan kuin käyttöneste haihtuu ja tiivistyy suljetussa syklissä, se voi siirtää lämpöä tietyllä etäisyydellä. Lämpöputkeen verrattuna silmukkatermosyfonin tärkein etu on, että se voi käyttää johtavaa työnestettä ja siirtää suurta tehoa tehokkaasti ja etänä. Verrattuna aktiiviseen nestemäiseen jäähdytysnesteeseen, höyrypuristusjärjestelmään tai pumpattavaan kaksivaiheiseen jäähdytysjärjestelmään, silmukan termosifonissa ei ole liikkuvia osia ja sen luotettavuus on suurempi. Silmukkatermosifoni soveltuu erittäin hyvin suuren hukkalämmön siirtämiseen kaapin tehoelektroniikkalaitteista kaapin ulkoiseen ympäristöön.
3. Sinetöity kuoren lämmönvaihdin:
Silmukkatermosifonin ja suljetun lämmönvaihtimen yhdistelmässä silmukkatermosifonin kylmälevyyn asennetaan suuritehoinen eristetty hila-bipolaaritransistori (IGBT) tai integroitu hilakommutoitu tyristori (IGCT). Sen 10 kW kuorma plus lämpökuorma johdetaan ulkokaapin ilmaan silmukkatermosifonin kautta. Kaikki toissijaiset elektroniset komponentit jäähdytetään suljetulla kaasu-kaasulämmönvaihtimella, joka voi viedä hukkalämpöä noin 1 kW. Suljettu vaippajäähdytin voi poistaa tehoelektroniikkakaapin pienitehoisten ja hajautettujen komponenttien tuottaman lämmön ja estää ulkoilman epäpuhtauksien vuorovaikutuksen näiden komponenttien kanssa. Kahden jäähdytysratkaisun yhdistelmällä voidaan luotettavasti jäähdyttää suuritehoista moottoriohjainta ankaran työympäristön vaatimassa suljetussa kuoressa.
4. Nestejäähdytys:
Nestejäähdytys on yleinen tapa teolliseen nestejäähdytykseen. Taajuusmuuttajan laitteissa tätä menetelmää käytetään harvoin lämmönpoistoon, koska se on korkea hinta ja suuri tilavuus, kun sitä käytetään pienikapasiteettisessa taajuusmuuttajassa. Lisäksi, koska yleisen taajuusmuuttajan kapasiteetti on muutamasta KVA:sta lähes 100 KVA:iin ja kapasiteetti ei ole kovin suuri, on kustannustehokkuutta vaikea saada käyttäjien kannalta hyväksyttäväksi. Tätä menetelmää käytetään vain erityistilanteissa) ja taajuusmuuttajat, joiden kapasiteetti on erityisen suuri.
Riippumatta siitä, mitä lämpöratkaisua käytetään, sen tehonkulutus määritetään taajuusmuuttajan kapasiteetin mukaan ja sopivat tuulettimet ja patterit on valittava erinomaisen kustannustehokkuuden saavuttamiseksi. Samalla tulee ottaa täysimääräisesti huomioon taajuusmuuttajan käyttämät ympäristötekijät. Ankaran ympäristön vuoksi on ryhdyttävä vastaaviin toimenpiteisiin taajuusmuuttajan normaalin ja luotettavan toiminnan varmistamiseksi. Taajuusmuuttajan itsensä näkökulmasta haitallisten tekijöiden vaikutusta tulee välttää mahdollisimman pitkälle taajuusmuuttajan luotettavan toiminnan varmistamiseksi.
