고전력 주파수 변환기 냉각 방식
주파수 변환기는 상업용 및 산업용 모터에 전력과 제어 기능을 제공하며 설계 및 적용 환경에 따라 열적으로 보호되어야 합니다. 주파수 변환기의 주요 장점은 유연한 제어, 안정적인 시동 및 종료 성능, 가변 부하에서 작동하는 원심 팬 및 펌프를 통한 상당한 에너지 절약입니다.
대부분의 주파수 변환기와 해당 액세서리의 효율은 4% 증가할 뿐만 아니라 전자 시스템에서도 2% 증가합니다. 그러나 고출력 주파수 변환기에서는 큰 전력 변환으로 인해 효율 손실이 낮더라도 수 킬로와트에서 수십 킬로와트에 이르는 폐열이 발생하게 됩니다. 우리는 이 열을 식히기 위해 노력해야 합니다.
1. 개봉 또는 밀봉:
개방형 공냉식 캐비닛에서는 이러한 열을 쉽게 제거할 수 있습니다. 그러나 열악한 환경에서는 필터 팬 냉각이나 직접 공기 흐름을 사용하여 냉각하는 것이 불가능하며 쉘의 열 관리가 설계 과정에서 중요한 부분이 되었습니다. 열악한 환경에서 중전력 및 고전력 밀폐형 쉘을 효율적이고 수동적이며 경제적으로 냉각하는 주파수 변환기에 대한 연구 전략은 매우 중요합니다.
개방형 공기 흐름 캐비닛을 사용하면 주변 공기가 캐비닛을 통해 순환하여 고전력 모듈을 직접적이고 효과적으로 냉각할 수 있습니다. 밀봉된 인클로저는 외부 공기가 캐비닛 내부로 유입되는 것을 허용하지 않지만 캐비닛 내부의 공기를 사용하여 전자 제품을 냉각시키고 열 교환기를 통해 주변 공기로 열을 내보냅니다. 두 캐비닛 모두 저전력 시스템에 적합합니다. 그러나 많은 고전력 인버터 캐비닛의 경우 전력 소비 수준이 공냉식보다 높습니다. 저전력 구성요소는 일반적으로 공기 흐름에 의해 직접 냉각되는 반면, 고전력 구성요소는 시설 냉각수, 증기 압축 시스템 또는 펌핑 액체 시스템에 의해 직접 또는 간접적으로 냉각됩니다.
2. 써모사이펀 냉각:
LTS(Loop Thermosyphon)는 중력 구동 2단계 냉각 장치입니다. 작동 모드는 히트파이프의 작동 모드와 유사합니다. 작동 유체가 폐쇄 사이클에서 증발하고 응축하는 한, 주어진 거리 내에서 열을 전달할 수 있습니다. 히트파이프와 비교하여 루프 써모사이펀의 주요 장점은 전도성 작동유체를 사용하고 높은 전력을 효율적으로 원격으로 전송할 수 있다는 것입니다. 활성 액체 냉각수, 증기 압축 또는 펌핑 2단계 냉각 시스템과 비교하여 루프 열사이펀에는 움직이는 부품이 없으며 신뢰성이 더 높습니다. 루프 열사이펀은 캐비닛의 전력 전자 장비에서 캐비닛 외부 환경으로 고전력 폐열을 전달하는 데 매우 적합합니다.
3. 밀봉된 쉘 열교환기:
루프 써모사이펀과 밀봉형 열 교환기의 조합에서는 고전력 IGBT(절연 게이트 양극성 트랜지스터) 또는 IGCT(통합 게이트 정류 사이리스터)가 루프 써모사이펀의 냉각판에 설치됩니다. 10kW 부하와 열 부하가 루프 열사이펀을 통해 외부 캐비닛의 공기로 소산됩니다. 모든 2차 전자 부품은 밀봉된 가스-가스 열 교환기에 의해 냉각되며, 이는 약 1kW의 폐열을 내보낼 수 있습니다. 밀폐형 쉘 쿨러는 전력 전자 캐비닛의 저전력 분산 구성 요소에서 발생하는 열을 방출하고 외부 공기의 오염 물질이 이러한 구성 요소와 상호 작용하는 것을 방지할 수 있습니다. 두 가지 냉각 솔루션을 결합하면 열악한 작업 환경에 필요한 밀봉된 쉘의 고전력 모터 컨트롤러를 안정적으로 냉각할 수 있습니다.
4. 액체 냉각:
액체 냉각은 산업용 액체 냉각의 일반적인 방법입니다. 주파수 변환기 장비의 경우 이 방법은 소용량 주파수 변환기에 사용할 경우 비용이 높고 부피가 크기 때문에 방열에 거의 사용되지 않습니다. 더욱이, 일반적인 주파수 변환기의 용량은 수 KVA에서 거의 100 KVA에 달하고 용량도 그다지 크지 않기 때문에 사용자가 수용할 수 있는 가격 대비 성능을 제공하기가 어렵습니다. 이 방법은 특별한 경우에만 사용되며 특히 대용량의 주파수 변환기에 사용됩니다.
어떤 열 솔루션을 채택하든 전력 소비는 주파수 변환기의 용량에 따라 결정되어야 하며, 탁월한 비용 대비 성능을 달성하려면 적절한 팬과 라디에이터를 선택해야 합니다. 동시에 주파수 변환기가 사용하는 환경적 요인도 충분히 고려해야 합니다. 열악한 환경을 고려하여 주파수 변환기의 정상적이고 안정적인 작동을 보장하려면 해당 조치를 취해야 합니다. 주파수 변환기 자체의 관점에서 볼 때, 주파수 변환기의 안정적인 작동을 보장하려면 불리한 요인의 영향을 최대한 피해야 합니다.
