周波数変換器冷却ソリューション

周波数変換器は、商用および産業用モーターに電力と制御を提供し、設計とアプリケーション環境に従って熱的に保護する必要があります。 周波数変換器の主な利点は、柔軟な制御、安定した起動とシャットダウンのパフォーマンス、および可変負荷下で動作する遠心ファンとポンプによる大幅な省エネです。

 ほとんどの周波数変換器とその付属品の効率は 4% 向上するだけでなく、電子システムでも 2% 向上します。 しかし、大電力の周波数変換器では電力変換が大きいため、効率の低下が少なくても、数キロワットから数十キロワットの廃熱が発生します。 これらの熱を放散するようにしなければなりません。

1.開封または密封：

オープン空冷キャビネットでは、これらの熱を簡単に除去できます。 ただし、過酷な環境では、フィルター ファン冷却や直接空気流を使用して冷却することは不可能であり、シェルの熱管理は設計プロセスの重要な部分になっています。 研究戦略は、過酷な環境で中および高出力の密閉シェルを効率的、受動的、経済的に冷却する周波数変換器にとって非常に重要です。

   オープンエアフローキャビネットにより、周囲の空気がキャビネット内を循環し、高出力モジュールを直接かつ効果的に冷却できます。 密閉されたエンクロージャーは、外部の空気がキャビネットに入るのを防ぎますが、キャビネット内の空気を使用して電子製品を冷却し、熱交換器を介して周囲の空気に熱を排出します。 どちらのキャビネットも低電力システムに適しています。 ただし、多くのハイパワー インバーター キャビネットでは、電力消費レベルは空冷のレベルよりも高くなります。 一般に、低出力のコンポーネントは空気の流れによって直接冷却されますが、高出力のコンポーネントは、施設の冷却水、蒸気圧縮システム、または揚水システムによって直接または間接的に冷却されます。

2. サーモサイフォン冷却:

  ループ熱サイフォン (LTS) は、重力駆動の 2 相冷却装置です。 それらの動作モードは、ヒート パイプの動作モードに似ています。 作動流体が閉じたサイクルで蒸発および凝縮する限り、一定の距離内で熱を伝達できます。 ヒート パイプと比較して、ループ熱サイフォンの主な利点は、導電性の作動流体を使用し、高出力を効率的かつリモートで送信できることです。 アクティブな液体冷却剤、蒸気圧縮、またはポンプ式 2 相冷却システムと比較して、ループ熱サイフォンには可動部品がなく、信頼性が高くなります。 ループ熱サイフォンは、キャビネット内のパワー エレクトロニクス機器からの高出力廃熱をキャビネットの外部環境に伝達するのに非常に適しています。

3. 密封されたシェルの熱交換器:

  ループ熱サイフォンと密閉型熱交換器の組み合わせでは、高出力絶縁ゲート バイポーラ トランジスタ (IGBT) または統合ゲート整流サイリスタ (IGCT) がループ熱サイフォンのコールド プレートに取り付けられています。 その 10kW 負荷と熱負荷は、ループ熱サイフォンを介して外部キャビネットの空気中に放散されます。 すべての二次電子部品は、約 1 kW の廃熱を排出できる密封されたガス - ガス熱交換器によって冷却されます。 密閉されたシェル クーラーは、パワー エレクトロニクス キャビネット内の低電力および分散コンポーネントによって生成された熱を放出し、外気中の汚染物質がこれらのコンポーネントと相互作用するのを防ぐことができます。 2 つの冷却ソリューションを組み合わせることで、過酷な作業環境で必要とされる密閉シェル内の高出力モーター コントローラーを確実に冷却できます。

4. 液体冷却:

液体冷却は、工業用液体冷却の一般的な方法です。 周波数変換器の機器の場合、この方法は、小容量の周波数変換器で使用するとコストが高く、体積が大きいため、熱放散のためにほとんど使用されません。 また、一般的な周波数変換器の容量は数 KVA から 100 KVA 近くと大容量ではないため、ユーザーが納得できるコストパフォーマンスを実現することは困難です。 この方法は特別な場合にのみ使用されます) および特に大容量の周波数変換器。

どのサーマルソリューションを採用する場合でも、その消費電力は周波数変換器の容量に応じて決定され、適切なファンとラジエーターを選択して優れたコストパフォーマンスを達成する必要があります。 同時に、周波数変換器が使用する環境要因を十分に考慮する必要があります。 過酷な環境を考慮して、周波数変換器の正常で信頼性の高い動作を確保するために、対応する対策を講じる必要があります。 周波数変換器自体の観点からは、周波数変換器の信頼できる動作を確保するために、悪影響の影響を可能な限り回避する必要があります。