Как отвести тепло от преобразователей частоты с высокой нагрузкой?

Введение

A преобразователь частоты (Variable Frequency Drive, VFD) - это передовое устройство управления питанием, которое использует технологию преобразования частоты и микроэлектронику для управления мощностью двигателя переменного тока путем изменения частоты источника питания.

Эти устройства состоят из таких компонентов, как выпрямители (переменного тока в постоянный), фильтры, инверторы (постоянного тока в переменный), тормозные устройства, приводные устройства, устройства обнаружения и микропроцессорные блоки. Используя внутреннее IGBT-переключение, инверторный VFD регулирует выходное напряжение и частоту, обеспечивая двигатель необходимой мощностью для целей энергосбережения и регулирования скорости.

В дополнение к основной функциональности частотно-регулируемый инвертор включает в себя несколько защитных функций, таких как защита от перегрузки по току, перенапряжения и перегрузки. Однако высокие нагрузки и сложные условия эксплуатации требуют эффективных решений по отводу тепла для обеспечения надежности и стабильности работы этих устройств. частотно-регулируемые приводы.

Меры предосторожности при использовании сверхмощных инверторов в условиях высоких температур

Для обеспечения безопасной эксплуатации преобразователи частоты для больших нагрузок в сложных условиях, соблюдайте следующие меры предосторожности:

Параметры монитора

Регулярно проверяйте и записывайте параметры, отображаемые на человеко-машинном интерфейсе. О любых отклонениях от нормы следует немедленно сообщать.

Поддерживайте оптимальную температуру окружающей среды

Рабочая среда должна поддерживать температуру в диапазоне от -5°C до 40°C. Если она превышает 40 градусов, необходимо снизить температуру. Для таких компонентов, как фазосдвигающие трансформаторы, температура не должна превышать 130°C.

Улучшение вентиляции при высоких температурах

Летом или в условиях высокой температуры усиливайте вентиляцию вокруг преобразователя. В воздухе не должно быть избытка пыли, соли, кислот, коррозионных или взрывоопасных газов.

Защита от дождя и влаги

Следите за тем, чтобы дождевая вода не попадала внутрь преобразователя, особенно в дождливое время года. Используйте герметичные системы вентиляции для предотвращения попадания воды.

Регулярная уборка

Еженедельно очищайте фильтрующие сетки шкафа. Если в помещении особенно много пыли, сократите интервал между чистками по мере необходимости.

Проверка воздушного потока с помощью бумаги

При нормальной работе стандартный лист бумаги формата A4 должен плотно прилегать к входному воздушному фильтру, что свидетельствует о надлежащем потоке воздуха.

Поддерживайте чистоту окружающей среды

Поддерживайте порядок в помещении инвертора, удаляйте мусор, обеспечьте надлежащую вентиляцию и освещение. Системы охлаждения, такие как кондиционеры или вентиляторы, должны быть в хорошем рабочем состоянии.

Отказы в силовой электронике часто возникают из-за перегрева, причем более 50% тепловых отказов вызваны температурами, превышающими номинальные пределы. Поэтому хорошо продуманная стратегия отвода тепла имеет решающее значение для обеспечения надежности и высокой производительности, особенно для преобразователи частоты с высокой нагрузкой которые часто работают на мегаваттах и выделяют значительное количество тепла.

Как рассчитать теплоотдачу?

Теплоотдача в частотно-регулируемый привод зависит от его внутренних компонентов, таких как разделительные трансформаторы, силовые блоки, реакторы и системы управления. Ключевыми являются следующие соображения:

Основные источники тепла

1. Силовые устройства (например, IGBT, IGCT): Убедитесь, что температура спая PN не превышает 125°C, а температура внешнего корпуса не превышает 85°C.
2. Силовые шкафы и блоки требуют оптимизированного отвода тепла из-за высокой тепловой мощности.

Влияние температурных колебаний

1. Исследования показывают, что при колебаниях температуры свыше ±20°C частота отказов компонентов возрастает до 8 раз.

Пример расчета

1. Если мощный инвертор работает на 1 МВт с потерями 3%, он выделяет 30 кВт тепла.
2. Используйте это значение для расчета мощности охлаждения, необходимой для продолжительной работы.

Точки проектирования системы охлаждения

Эффективный отвод тепла требует сочетания материалов, конструкции системы и стратегий охлаждения:

Высокопроизводительные компоненты

Выбирайте компоненты с высокой теплостойкостью и термостойкостью, чтобы выдерживать повышенные температуры.

Устройства с низким энергопотреблением

Используйте IGBT с малыми потерями и другие эффективные устройства, чтобы минимизировать внутреннее тепловыделение. Оптимизируйте схему, чтобы уменьшить количество нагревательных элементов и настроить частоту переключения.

Методы охлаждения

1. Принудительное охлаждение: Используйте вентиляторы для ускорения воздушного потока и отвода тепла от компонентов.
2. Жидкостное охлаждение: Использование жидкостного охлаждения для мегаватт частотно-регулируемые приводыТак как он эффективно передает тепло внешним радиаторам.

Тепловая оптимизация

Понизьте температуру окружающей среды с помощью кондиционеров или промышленных систем охлаждения для улучшения теплоотвода.

Реализуя эти стратегии, операторы могут обеспечить преобразователь частоты работает надежно и эффективно даже в сложных условиях.