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电气百科:变频器的热管理

发布日期:2021-08-27 21:11   来源:未知   阅读:

  香港最快开奖现场直播2019减肥加盟什么品牌比较好 蒂圣堂中药减肥技术,变频器的主要功能是为各种尺寸的工业电动机提供动力和控制,它有许多优点。对于可变负载下运行的离心风机和泵,变频器提供:节省大量能源。变频器的能量损耗仅为2-4%、平稳的启动和停止特性、灵活的精确控制。

  即使效率高且能量损失在2-4%范围内,仍然有几千瓦到几十千瓦的余热产生并必须消散,以保持高功率驱动器中的变频器峰值运行。变频器及其相关的电子设备通常集成在机柜外壳中,因此在变频器的设计阶段就应尽早考虑变频器的运行环境以及由此产生的热管理方法。

  温度在电子工程的各个方面都起着至关重要的作用,尤其是在频率控制领域。我们在烤箱控制的晶体振荡器以及限制集成电路中结温的热设计等应用中看到了这一点,所有这些都具有绝对最大的额定温度,无法超过。

  对于变频器冷却来说,消散这些千瓦时余热的最简单,最有效的方法之一是将电子组件安装在开放式气流柜中。电源模块可以通过周围的气流直接冷却,但是在恶劣的环境中,要保持足够的气流,将需要过滤器系统以最大程度地减少灰尘和碎屑的冷却风扇,并且这些过滤器将需要定期清洁和更换,因此增加了工厂的维护周期。开放式气流柜需要合理清洁,温和的气氛,即使在这种情况下,对于高功率驱动器来说,空气冷却可能也不足够。

  在恶劣的环境中,变频器会暴露于过度的湿度,盐雾,灰尘,灰尘或其他空气传播的腐蚀剂中,密封的机柜是解决之道。密封柜可防止上述所有情况,并且通过热交换器将内部空气的热量传递到外部空气来完成冷却。低功率密封柜甚至可以使用简单的风扇过滤器系统。对于高功率组件,所需的耗散水平增加到空气冷却不足的程度,必须直接或间接使用设施冷却水。这些高功率组件包括:绝缘栅双极型晶体管、集成门换向晶闸管、硅控整流器。

  这些通常连接到流体冷却的冷板上,该板通过蒸气压缩系统散发热量,或者连接到可能位于设备内部或外部的液-气热交换器。该解决方案将需要使用硬管道来接进和流出机柜的冷却液管线。还存在将冷却液引入电子柜的担忧。

  与主动液体冷却,蒸汽压缩或泵送两相冷却系统相比,回路热虹吸管可通过零移动部件简化变频器机柜冷却,并具有更高的可靠性。回路热虹吸管的功能类似于热管,是重力驱动的两相冷却设备,其电介质工作流体提供了长距离传输高功率的能力。回路热虹吸管非常适合将大功率废热从机柜传递到外部散热器。

  最重要的是,在工厂安装之前,可以将回路热虹吸管与电子设备一起安装在商店的密封机柜中。风冷的回路热虹吸管冷凝器通常通过将其放置在机柜顶部而集成在一起。对于最终用户而言,这意味着整个组件是一个独立的独立设备,仅需进行电气连接即可完成最终安装。

  回路热虹吸管冷凝器可以连接到冷冻水系统,以将耗散扩展到多个机柜,从而允许在一个回路上运行。对于安装在回路热虹吸管冷板上的高功率组件,回路热虹吸管可以将10kW以上的热负荷散发到外部空气中。电子设备的二次冷却是通过空气-空气热交换器进行的,该热交换器能够散发约1kW的废热。回路热虹吸管提供了所有这些好处,而没有将变频器电子组件暴露在可能受到污染的外部空气中,也没有在机柜内引入液体冷却剂流。

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