Pendinginan termal konverter frekuensi daya tinggi
Konverter frekuensi menyediakan daya dan kontrol untuk motor komersial dan industri dan harus dilindungi secara termal sesuai dengan desain dan lingkungan aplikasinya. Keuntungan utama dari konverter frekuensi adalah kontrol yang fleksibel, kinerja startup dan shutdown yang stabil, dan penghematan energi yang signifikan yang dibawa oleh kipas sentrifugal dan pompa yang beroperasi di bawah beban variabel.
Efisiensi sebagian besar konverter frekuensi dan aksesorinya tidak hanya meningkat sebesar 4 persen , tetapi juga meningkat sebesar 2 persen dalam sistem elektronik. Namun, karena konversi daya yang besar pada konverter frekuensi daya tinggi, bahkan jika kehilangan efisiensinya rendah, hal itu akan menghasilkan panas buangan dari beberapa kilowatt menjadi puluhan kilowatt. Kita harus mencoba untuk menghilangkan panas ini.
1. Dibuka atau disegel:
Dalam lemari berpendingin udara terbuka, mudah untuk menghilangkan panas ini. Namun, di lingkungan yang keras, tidak mungkin menggunakan pendingin kipas filter atau aliran udara langsung untuk mendinginkan, dan manajemen panas cangkang telah menjadi bagian penting dari proses desain. Strategi penelitian sangat penting untuk konverter frekuensi yang mendinginkan cangkang tersegel daya sedang dan tinggi secara efisien, pasif, dan ekonomis di lingkungan yang keras.
Kabinet aliran udara terbuka dapat membiarkan udara sekitar bersirkulasi melalui kabinet dan secara langsung dan efektif mendinginkan modul daya tinggi. Selungkup tertutup tidak memungkinkan udara eksternal masuk ke kabinet, tetapi menggunakan udara di dalam kabinet untuk mendinginkan produk elektronik dan mengekspor panas ke udara sekitar melalui penukar panas. Kedua kabinet cocok untuk sistem daya rendah. Namun, untuk banyak lemari inverter berdaya tinggi, tingkat konsumsi daya lebih tinggi daripada pendinginan udara. Komponen berdaya rendah umumnya didinginkan secara langsung oleh aliran udara, sedangkan komponen berdaya tinggi didinginkan secara langsung atau tidak langsung oleh fasilitas air pendingin, sistem kompresi uap, atau sistem cairan yang dipompa.
2. Pendinginan termosifon:
Loop thermosyphon (LTS) adalah perangkat pendingin dua fase yang digerakkan oleh gravitasi. Mode kerja mereka mirip dengan pipa panas. Selama fluida kerja menguap dan mengembun dalam siklus tertutup, ia dapat mentransfer panas dalam jarak tertentu. Dibandingkan dengan pipa panas, keuntungan utama dari loop thermosyphon adalah dapat menggunakan fluida kerja konduktif dan mengirimkan daya tinggi secara efisien dan jarak jauh. Dibandingkan dengan sistem pendingin cair aktif, kompresi uap, atau sistem pendingin dua fase yang dipompa, thermosyphon loop tidak memiliki bagian yang bergerak dan memiliki keandalan yang lebih tinggi. Thermosyphon loop sangat cocok untuk mentransfer panas limbah berdaya tinggi dari peralatan elektronika daya di kabinet ke lingkungan eksternal kabinet.
3. Penukar panas cangkang tertutup:
Dalam kombinasi termosyphon loop dan penukar panas tertutup, transistor bipolar gerbang berinsulasi daya tinggi (IGBT) atau thyristor komutasi gerbang terintegrasi (IGCT) dipasang pada pelat dingin termosyfon loop. Beban 10kW plus beban panasnya dihamburkan ke udara kabinet eksternal melalui loop thermosyphon. Semua komponen elektronik sekunder didinginkan oleh penukar panas gas-gas tertutup, yang dapat mengekspor limbah panas sekitar 1 kW. Pendingin cangkang yang disegel dapat mengeluarkan panas yang dihasilkan oleh komponen berdaya rendah dan terdistribusi di kabinet elektronika daya, dan mencegah polutan di udara eksternal berinteraksi dengan komponen ini. Kombinasi dari dua solusi pendinginan dapat dengan andal mendinginkan pengontrol motor berdaya tinggi dalam cangkang tertutup yang dibutuhkan oleh lingkungan kerja yang keras.
4. Pendinginan cair:
Pendinginan cair adalah cara umum untuk pendinginan cairan industri. Untuk peralatan konverter frekuensi, metode ini jarang digunakan untuk pembuangan panas karena biayanya yang mahal dan volume yang besar bila digunakan pada konverter frekuensi kapasitas kecil. Selain itu, karena kapasitas konverter frekuensi umum dari beberapa KVA hingga hampir 100 KVA dan kapasitasnya tidak terlalu besar, sulit untuk membuat kinerja biaya dapat diterima oleh pengguna. Metode ini hanya digunakan dalam acara-acara khusus) dan konverter frekuensi dengan kapasitas yang sangat besar.
Terlepas dari solusi termal mana yang diadopsi, konsumsi dayanya harus ditentukan sesuai dengan kapasitas konverter frekuensi, dan kipas dan radiator yang sesuai harus dipilih untuk mencapai kinerja biaya yang sangat baik. Pada saat yang sama, faktor lingkungan yang digunakan oleh konverter frekuensi harus sepenuhnya diperhitungkan. Mengingat lingkungan yang keras, tindakan yang sesuai harus diambil untuk memastikan operasi yang normal dan andal dari konverter frekuensi. Dari sudut pandang konverter frekuensi itu sendiri, pengaruh faktor yang merugikan harus dihindari sejauh mungkin untuk memastikan pengoperasian konverter frekuensi yang andal.
