Bagaimana cara terbaik menghilangkan panas untuk inverter berdaya tinggi?
Sebagian besar inverter berdaya tinggi dan komponen elektronik terkaitnya diintegrasikan ke dalam lemari listrik. Inverter tidak hanya meningkatkan efisiensi sistem, tetapi efisiensi inverter itu sendiri juga sangat tinggi, dengan kerugian hanya 2% hingga 4%. Namun, karena banyaknya konversi daya pada inverter berdaya tinggi, meskipun kehilangan efisiensinya rendah, itu akan menyebabkan pembangkitan beberapa kilowatt hingga puluhan kilowatt limbah panas, yang harus dihilangkan.
Dalam lemari berpendingin udara terbuka, mudah untuk menghilangkan panas ini. Namun, di lingkungan yang keras di mana pendinginan atau pendinginan kipas yang disaring melalui aliran udara langsung tidak dimungkinkan, manajemen termal penutup menjadi bagian penting dari proses desain. Strategi sangat penting untuk menginginkan hard disk penutup tertutup berdaya sedang dan tinggi secara efisien, pasif, dan ekonomis di lingkungan yang keras.
01 Aliran atau Disegel
Lemari aliran udara terbuka memungkinkan udara sekitar mengalir melalui kabinet, secara efektif mendinginkan modul daya tinggi secara langsung. Namun, pendinginan yang efisien ini dapat mengakibatkan kontaminan eksternal masuk ke dalam penutup, yang biasanya diminimalkan dengan menggunakan sistem filter kipas untuk menyaring udara yang mengalir ke kabinet. Filter membantu mengurangi debu dan kotoran, tetapi memerlukan perawatan rutin untuk membersihkan atau mengganti filter.
Dalam sistem ini, komponen daya tinggi (transistor bipolar gerbang berinsulasi, thyristor komuter gerbang terintegrasi, penyearah yang dikendalikan silikon) biasanya terhubung ke pelat dingin berpendingin cairan. Cairan kemudian menolak panas ke udara sekitar menggunakan sistem kompresi uap atau melalui penukar panas cair-ke-udara. Dalam kedua kasus tersebut, penukar panas udara sekitar yang diperlukan dapat ditempatkan di dalam atau di luar fasilitas. Kelemahan utama dari sistem ini adalah tantangan memasukkan cairan ke dalam kabinet dan perpipaan cairan pendingin masuk dan keluar dari kabinet.
02 Termosifon Loop
Loop Thermosyphons (LTS) adalah perangkat pendingin dua fase yang digerakkan gravitasi. Mereka bekerja mirip dengan pipa panas, di mana fluida kerja menguap dan mengembun dalam loop tertutup untuk mentransfer panas pada jarak tertentu. Keuntungan utama termosifon loop dibandingkan pipa panas adalah kemampuan untuk menggunakan cairan kerja konduktif, memungkinkan transmisi daya tinggi jarak jauh yang efisien. Termosifon loop tidak memiliki bagian yang bergerak dan lebih andal daripada pendingin cair aktif, kompresi uap, atau sistem pendingin dua fase yang dipompa. Termosifon loop sangat ideal untuk mentransfer panas limbah daya tinggi dari elektronik daya di kabinet ke lingkungan di luar kabinet.
03 Penukar Panas Penutup Tertutup
Termosifon loop adalah metode yang sangat baik untuk menghilangkan panas dalam jumlah besar langsung dari komponen penghasil panas tinggi. Namun, beban panas limbah komponen sekunder masih perlu didinginkan. Komponen sekunder ini, termasuk banyak perangkat berdaya rendah yang tersebar di seluruh kabinet, sulit didinginkan dengan kontak langsung. Untuk komponen berdaya rendah dan fluks panas rendah ini, pendinginan udara langsung adalah metode yang paling praktis. Komponen daya rendah dapat dengan mudah didinginkan oleh penukar panas udara-ke-udara sambil menjaga integritas segel penutup.
Dalam kombinasi termosifon loop dan penukar panas tertutup, transistor bipolar gerbang berinsulasi berdaya tinggi (IGBT) atau thyristor gerbang terintegrasi (IGCT) dipasang pada pelat dingin termosifon loop, dan beban 10 kW ditambah beban panasnya dihamburkan ke udara kabinet eksternal melalui termosifon loop (lihat Gambar 2). Semua komponen elektronik sekunder didinginkan oleh penukar panas udara-ke-udara tertutup, yang dapat menghilangkan sekitar 1 kW limbah panas.
Pompa pasokan air dari banyak pembangkit listrik juga cukup kuat. Misalnya, pembangkit listrik tenaga termal 2*300MW memiliki pompa pasokan air dengan daya 5500KW. Dengan daya sebesar itu, digunakan tipe tegangan menengah dan tinggi, seperti 6KV.
Beberapa ball mill juga memiliki daya yang relatif besar, seperti ball mill Ф5500×8500, yang tenaga motornya 4500Kw.
Ada juga beberapa rolling mill besar dengan tenaga motor yang relatif besar, terutama peralatan hot rolling. Misalnya, tenaga motor beberapa pabrik finishing adalah 11.000 kilowatt.
Metode pembuangan panas umum untuk inverter
Berdasarkan struktur inverter saat ini, pembuangan panas umumnya dapat dibagi menjadi tiga jenis berikut: pembuangan panas alami, pembuangan panas konveksi, pendinginan cair dan pembuangan panas lingkungan eksternal.
(I) Pembuangan panas alami Untuk inverter berkapasitas kecil, pembuangan panas alami umumnya digunakan. Lingkungan penggunaan harus berventilasi baik dan bebas dari debu dan benda mengambang. Inverter jenis ini banyak digunakan untuk AC rumah tangga, peralatan mesin CNC, dll., Dengan daya yang sangat rendah dan lingkungan penggunaan yang relatif baik.
(II) Pendinginan konveksi menghilangkan panas
Pendinginan konveksi adalah metode pendinginan yang umum digunakan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Dengan perkembangan perangkat semikonduktor, heat sink perangkat semikonduktor juga berkembang pesat, cenderung standarisasi, serialisasi, dan generalisasi; Sementara produk baru berkembang ke arah ketahanan termal rendah, multi-fungsi, ukuran kecil, ringan, dan cocok untuk produksi dan pemasangan otomatis. Beberapa produsen heat sink utama di dunia memiliki ribuan seri produk, yang semuanya telah diuji dan memberikan penggunaan daya dan kurva resistansi termal heat sink, yang memberikan kemudahan bagi pengguna untuk memilih secara akurat. Pada saat yang sama, pengembangan kipas pembuangan panas juga cukup cepat, menunjukkan karakteristik ukuran kecil, masa pakai yang lama, kebisingan rendah, konsumsi daya rendah, volume udara besar, dan perlindungan tinggi. Misalnya, kipas pembuangan panas inverter daya rendah yang umum digunakan hanya 25mm×25mm×10mm; Kipas umur panjang SANYO Jepang dapat mencapai 200000 jam, dan tingkat perlindungan dapat mencapai IPX5; ada juga SingapuraKipas aliran aksial volume udara besar LEIPOLE,dengan volume knalpot hingga 5700m3/jam. Faktor-faktor ini memberi desainer ruang pilihan yang sangat luas.
Pendinginan konveksi banyak digunakan karena komponen (kipas angin, radiator) yang digunakan mudah dipilih, biayanya tidak terlalu tinggi, dan kapasitas inverter bisa dari puluhan hingga ratusan kVA, atau bahkan lebih tinggi (menggunakan unit secara paralel).
(1) Pendinginan dengan kipas inverter built-in
Pendinginan dengan kipas built-in umumnya digunakan untuk inverter serba guna berkapasitas kecil. Dengan memasang inverter dengan benar, kapasitas pendinginan kipas internal inverter dapat dimaksimalkan. Kipas internal dapat menghilangkan panas di dalam inverter. Pembuangan panas akhir dilakukan melalui pelat besi kotak inverter. Metode pendinginan hanya menggunakan kipas internal inverter cocok untuk kotak kontrol dengan inverter terpisah dan kotak kontrol dengan komponen kontrol yang relatif sedikit. Jika ada beberapa inverter atau komponen listrik lainnya dengan pembuangan panas yang relatif besar di dalam kotak kontrol inverter, efek pembuangan panas tidak terlalu jelas.
(2) Pendinginan dengan kipas eksternal inverter
Dengan menambahkan beberapa kipas dengan fungsi konveksi ventilasi di kotak kontrol tempat inverter dipasang, efek pembuangan panas inverter dapat sangat ditingkatkan dan suhu lingkungan kerja inverter dapat dikurangi. Kapasitas kipas dapat dihitung dengan pembuangan panas inverter. Mari kita bicara tentang metode pemilihan umum: Berdasarkan pengalaman, kami menghitung bahwa untuk setiap 1kW panas yang dihasilkan oleh konsumsi daya, volume pembuangan kipas adalah 360m³/jam, dan konsumsi daya inverter adalah 4-5% dari kapasitasnya. Di sini kita menghitung pada 5%, dan kita bisa mendapatkan hubungan antara kipas yang disesuaikan dengan inverter dan kapasitasnya: Misalnya: daya inverter adalah 90 kilowatt, kemudian: volume knalpot kipas (m3/jam) = kapasitas inverter × 5% × 360m³/jam/kW = 1620m³/jam
Kemudian pilih model kipas dari produsen yang berbeda sesuai dengan volume knalpot kipas untuk mendapatkan kipas yang memenuhi kondisi kami. Secara umum, pendinginan kipas adalah sarana utama pendinginan inverter pada tahap ini, terutama cocok untuk lemari kontrol yang relatif besar, dan ketika komponen listrik di kabinet kontrol bekerja dan memanas pada saat yang bersamaan. Sangat cocok untuk kabinet kontrol terpusat dan kotak kontrol yang sangat terintegrasi. Selain itu, karena kemajuan teknologi yang berkelanjutan dalam beberapa tahun terakhir, kipas pembuangan panas tidak lagi sebesar tahun-tahun sebelumnya, dan kipas kecil dan kuat ada di mana-mana. Kinerja biaya juga jauh lebih baik daripada metode pendinginan lainnya.
