變頻器的熱管理
                   2021-04-25 11:05:58 |閱讀次數:
                    變頻器的主要功能是為各種尺寸的工業電動機提供動力和控制,它有許多優點。對于可變負載下運行的離心風機和泵,變頻器提供:節省大量能源。變頻器的能量損耗僅為2-4%、平穩的啟動和停止特性、靈活的精確控制。
                  變頻器的熱管理
                    即使效率高且能量損失在2-4%范圍內,仍然有幾千瓦到幾十千瓦的余熱產生并必須消散,以保持高功率驅動器中的變頻器峰值運行。變頻器及其相關的電子設備通常集成在機柜外殼中,因此在變頻器的設計階段就應盡早考慮變頻器的運行環境以及由此產生的熱管理方法。
                    溫度在電子工程的各個方面都起著至關重要的作用,尤其是在頻率控制領域。我們在烤箱控制的晶體振蕩器以及限制集成電路中結溫的熱設計等應用中看到了這一點,所有這些都具有絕對最大的額定溫度,無法超過。
                    對于變頻器冷卻來說,消散這些千瓦時余熱的最簡單,最有效的方法之一是將電子組件安裝在開放式氣流柜中。電源模塊可以通過周圍的氣流直接冷卻,但是在惡劣的環境中,要保持足夠的氣流,將需要過濾器系統以最大程度地減少灰塵和碎屑的冷卻風扇,并且這些過濾器將需要定期清潔和更換,因此增加了工廠的維護周期。開放式氣流柜需要合理清潔,溫和的氣氛,即使在這種情況下,對于高功率驅動器來說,空氣冷卻可能也不足夠。
                  如果不能選擇開放式氣流柜,那就密封機柜中的液體冷卻
                    在惡劣的環境中,變頻器會暴露于過度的濕度,鹽霧,灰塵,灰塵或其他空氣傳播的腐蝕劑中,密封的機柜是解決之道。密封柜可防止上述所有情況,并且通過熱交換器將內部空氣的熱量傳遞到外部空氣來完成冷卻。低功率密封柜甚至可以使用簡單的風扇過濾器系統。對于高功率組件,所需的耗散水平增加到空氣冷卻不足的程度,必須直接或間接使用設施冷卻水。這些高功率組件包括:絕緣柵雙極型晶體管、集成門換向晶閘管、硅控整流器。
                    這些通常連接到流體冷卻的冷板上,該板通過蒸氣壓縮系統散發熱量,或者連接到可能位于設備內部或外部的液-氣熱交換器。該解決方案將需要使用硬管道來接進和流出機柜的冷卻液管線。還存在將冷卻液引入電子柜的擔憂。
                  回路熱虹吸管:比液體冷卻更好的解決方案
                    與主動液體冷卻,蒸汽壓縮或泵送兩相冷卻系統相比,回路熱虹吸管可通過零移動部件簡化變頻器機柜冷卻,并具有更高的可靠性?;芈窡岷缥艿墓δ茴愃朴跓峁?,是重力驅動的兩相冷卻設備,其電介質工作流體提供了長距離傳輸高功率的能力?;芈窡岷缥芊浅_m合將大功率廢熱從機柜傳遞到外部散熱器。
                    最重要的是,在工廠安裝之前,可以將回路熱虹吸管與電子設備一起安裝在商店的密封機柜中。風冷的回路熱虹吸管冷凝器通常通過將其放置在機柜頂部而集成在一起。對于最終用戶而言,這意味著整個組件是一個獨立的獨立設備,僅需進行電氣連接即可完成最終安裝。
                    回路熱虹吸管冷凝器可以連接到冷凍水系統,以將耗散擴展到多個機柜,從而允許在一個回路上運行。對于安裝在回路熱虹吸管冷板上的高功率組件,回路熱虹吸管可以將10kW以上的熱負荷散發到外部空氣中。電子設備的二次冷卻是通過空氣-空氣熱交換器進行的,該熱交換器能夠散發約1kW的廢熱?;芈窡岷缥芴峁┝怂羞@些好處,而沒有將變頻器電子組件暴露在可能受到污染的外部空氣中,也沒有在機柜內引入液體冷卻劑流。
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