راه حل های خنک کننده مبدل فرکانس

مبدل های فرکانس قدرت و کنترل را برای موتورهای تجاری و صنعتی فراهم می کنند و باید با توجه به طراحی و محیط کاربردی آنها از نظر حرارتی محافظت شوند. مزایای اصلی مبدل فرکانس کنترل انعطاف پذیر، عملکرد پایدار راه اندازی و خاموش شدن، و صرفه جویی قابل توجه در انرژی توسط فن های گریز از مرکز و پمپ هایی است که تحت بار متغیر کار می کنند.

 راندمان اکثر مبدل های فرکانس و متعلقات آنها نه تنها 4 درصد افزایش می یابد، بلکه در سیستم الکترونیکی 2 درصد افزایش می یابد. با این حال، به دلیل تبدیل توان زیاد در مبدل فرکانس بالا، حتی اگر تلفات راندمان کم باشد، منجر به تولید گرمای اتلاف از چند کیلووات به ده ها کیلووات می شود. ما باید سعی کنیم این گرما را از بین ببریم.

1. باز یا مهر و موم شده:

در یک کابینت با هوا خنک می توان به راحتی این گرما را از بین برد. با این حال، در محیط سخت، استفاده از خنک کننده فن فیلتر یا جریان مستقیم هوا برای خنک کردن غیرممکن است و مدیریت حرارت پوسته به بخش مهمی از فرآیند طراحی تبدیل شده است. استراتژی تحقیق برای مبدل فرکانس که پوسته مهر و موم شده متوسط ​​و پرقدرت را به طور موثر، غیرفعال و اقتصادی در محیط خشن خنک می کند بسیار مهم است.

   کابین جریان هوای آزاد می تواند به هوای محیط اجازه دهد تا در داخل کابینت گردش کند و به طور مستقیم و موثر ماژول پرقدرت را خنک کند. محفظه مهر و موم شده اجازه ورود هوای خارجی به کابینت را نمی دهد، اما از هوای داخل کابینت برای خنک کردن محصولات الکترونیکی استفاده می کند و گرما را از طریق مبدل حرارتی به هوای محیط صادر می کند. هر دو کابینت برای سیستم های کم مصرف مناسب هستند. با این حال، برای بسیاری از کابینت های اینورتر پرمصرف، سطح مصرف برق بالاتر از خنک کننده هوا است. اجزای کم توان عموماً مستقیماً توسط جریان هوا خنک می شوند، در حالی که اجزای با توان بالاتر به طور مستقیم یا غیر مستقیم توسط آب خنک کننده تأسیسات، سیستم فشرده سازی بخار یا سیستم مایع پمپ شده خنک می شوند.

2. خنک کننده ترموسیفون:

  ترموسیفون حلقه ای (LTS) یک دستگاه خنک کننده دو فازی با نیروی جاذبه است. حالت کار آنها شبیه به لوله حرارتی است. تا زمانی که سیال کار در یک سیکل بسته تبخیر و متراکم شود، می تواند گرما را در یک فاصله معین منتقل کند. در مقایسه با لوله حرارتی، مزیت اصلی ترموسیفون حلقه این است که می تواند از سیال کاری رسانا استفاده کند و توان بالا را به طور کارآمد و از راه دور منتقل کند. در مقایسه با خنک کننده مایع فعال، فشرده سازی بخار یا سیستم خنک کننده دو فاز پمپ شده، ترموسیفون حلقه فاقد قطعات متحرک است و از قابلیت اطمینان بالاتری برخوردار است. ترموسیفون حلقه ای برای انتقال حرارت اتلاف پرقدرت از تجهیزات الکترونیکی قدرت موجود در کابینت به محیط خارجی کابینت بسیار مناسب است.

3. مبدل حرارتی پوسته مهر و موم شده:

  در ترکیب ترموسیفون حلقه و مبدل حرارتی مهر و موم شده، ترانزیستور دوقطبی گیت عایق شده با توان بالا (IGBT) یا تریستور کموتاسیون گیت یکپارچه (IGCT) روی صفحه سرد ترموسیفون حلقه نصب می شود. بار 10 کیلوواتی آن به اضافه بار گرمایی از طریق ترموسیفون حلقه به هوای کابینت خارجی پراکنده می شود. تمام قطعات الکترونیکی ثانویه توسط مبدل حرارتی گاز-گاز مهر و موم شده خنک می شوند که می تواند گرمای اتلاف حدود 1 کیلو وات را صادر کند. خنک کننده پوسته مهر و موم شده می تواند گرمای تولید شده توسط قطعات کم مصرف و توزیع شده در کابینت الکترونیک قدرت را تخلیه کند و از تعامل آلاینده های هوای خارجی با این قطعات جلوگیری کند. ترکیبی از دو راه حل خنک کننده می تواند به طور قابل اعتمادی کنترل کننده موتور پرقدرت را در پوسته مهر و موم شده مورد نیاز محیط کار سخت خنک کند.

4. خنک کننده مایع:

خنک کننده مایع یک روش معمول خنک کننده مایع صنعتی است. برای تجهیزات مبدل فرکانس، این روش به دلیل هزینه بالا و حجم زیاد در مبدل فرکانس با ظرفیت کم، به ندرت برای اتلاف حرارت استفاده می شود. همچنین از آنجایی که ظرفیت مبدل فرکانس عمومی از چند کیلو ولت آمپر تا نزدیک به 100 کیلو ولت آمپر می باشد و ظرفیت آن خیلی زیاد نیست، به سختی می توان عملکرد هزینه را برای کاربران قابل قبول کرد. این روش فقط در مواقع خاص) و مبدل های فرکانس با ظرفیت بخصوص زیاد استفاده می شود.

مهم نیست که کدام راه حل حرارتی اتخاذ می شود، مصرف برق آن باید با توجه به ظرفیت مبدل فرکانس تعیین شود و فن ها و رادیاتورهای مناسب برای دستیابی به عملکرد هزینه عالی انتخاب شوند. در عین حال، عوامل محیطی مورد استفاده توسط مبدل فرکانس باید به طور کامل در نظر گرفته شود. با توجه به شرایط سخت محیطی، اقدامات مربوطه باید برای اطمینان از عملکرد عادی و قابل اعتماد مبدل فرکانس انجام شود. از منظر خود مبدل فرکانس، برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد مبدل فرکانس، باید تا حد امکان از تأثیر عوامل نامطلوب اجتناب شود.