ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนครีบแบบกำหนดเองเข้ากันได้กับไดรฟ์ cycloconverter ที่ใช้ในแอปพลิเคชันการกัด
ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนครีบแบบกำหนดเองเข้ากันได้กับไดรฟ์ cycloconverter ที่ใช้ในแอปพลิเคชันการกัด
Cycloconverters เป็นตัวแปลงพลังงาน AC-to-AC ที่ใช้ในการควบคุมมอเตอร์ AC พลังงานสูง (ทั่วไปในเครื่องกัดขนาดใหญ่) โดยการแปลงพลังงานกริดความถี่คงที่เป็นเอาต์พุตความถี่ตัวแปร พวกเขาสร้างความร้อนอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจาก:
การสูญเสียพลังงาน: โดยทั่วไปแล้ว 2–5% ของพลังงานอินพุต (เช่น 500 kW cycloconverter จะกระจายความร้อน 10–25 กิโลวัตต์)
ความหนาแน่นกระแสสูง: thyristors และเซมิคอนดักเตอร์พลังงาน (แกนกลางของ cycloconverters) ทำงานที่กระแสน้ำสูงนำไปสู่อุณหภูมิทางแยกที่ต้องอยู่ต่ำกว่า 125–150 องศา (ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์)
โหลดเป็นระยะ ๆ : การกัดเกี่ยวข้องกับแรงตัดผันแปรทำให้เกิดความต้องการพลังงานที่ผันผวนและการสร้างความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ
การระบายความร้อนเป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันการหลบหนีความร้อนการย่อยสลายเซมิคอนดักเตอร์และการหยุดทำงาน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนครีบแบบท่อมีความเหมาะสมที่นี่เพราะพวกเขาใช้อากาศ (สารหล่อเย็นที่พร้อมใช้งาน) และให้บริการที่มีขนาดกะทัดรัดสำหรับพื้นที่อุตสาหกรรมที่มีห้อง จำกัด
ในการรวมเข้าด้วยกันอย่างมีประสิทธิภาพกับ cycloconverter ในแอปพลิเคชันการกัดเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะต้องเป็นไปตามเกณฑ์เหล่านี้:
A. การจับคู่ประสิทธิภาพความร้อน
ความสามารถในการกระจายความร้อน: ตัวแลกเปลี่ยนจะต้องจัดการภาระความร้อนสูงสุดของ cycloconverter (รวมถึงการสูญเสียสูงสุดในระหว่างการกัดหนัก) ตัวอย่างเช่นภาระความร้อน 25 กิโลวัตต์ต้องใช้ตัวแลกเปลี่ยนที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับ 30–35 กิโลวัตต์ (ระยะขอบความปลอดภัย 10–20%) เพื่ออธิบายถึงอุณหภูมิโดยรอบ
การเพิ่มประสิทธิภาพ Delta-T (ΔT): ตัวแลกเปลี่ยนควรรักษาความแตกต่างของอุณหภูมิเล็กน้อยระหว่างสารหล่อเย็นของ cycloconverter (เช่นส่วนผสมของ glycol-water-water) และอากาศรอบข้าง เป้าหมายΔT 15-25 องศาทำให้มั่นใจได้ว่าน้ำหล่อเย็นของ Cycloconverter จะกลับมาที่<50°C (critical for semiconductor longevity).
ความเข้ากันได้ของอัตราการไหล: ตัวแลกเปลี่ยนจะต้องตรงกับอัตราการไหลของปั๊มน้ำหล่อเย็นของ cycloconverter (โดยทั่วไป 2–5 L/นาทีต่อ kW ของภาระความร้อน) เพื่อหลีกเลี่ยงการลดลงของแรงดันที่มากเกินไป (<30 kPa on the liquid side).
B. ความเข้ากันได้ของวัสดุ
หลอด: cycloconverters มักจะใช้สารผสม glycol-water (50/50 หรือ 60/40) เป็นสารหล่อเย็นเพื่อป้องกันการแช่แข็งและการกัดกร่อน หลอดจะต้องต้านทานการโจมตีทางเคมี:
ทองแดงหรือทองแดง-นิกเกิล (CUNI): การนำความร้อนที่ยอดเยี่ยม (385 W/m · K สำหรับทองแดง) และความเข้ากันได้กับไกลคอล
อลูมิเนียม (3003 หรือ 6061): น้ำหนักเบาและมีประสิทธิภาพ แต่ต้องใช้การเคลือบที่ทนต่อการกัดกร่อน (เช่นโครเมต) ถ้าไกลคอลมีสารเติมแต่ง
ครีบ: จะต้องเพิ่มความร้อนให้กับอากาศในขณะที่ทนต่อสภาพแวดล้อมการกัดสิ่งปนเปื้อน (ฝุ่นโลหะ, หมอกน้ำมัน)
อลูมิเนียม (ครีบบานเกล็ดหรือครีบหยัก): การนำความร้อนสูง (205 W/m · K) และง่ายต่อการจัดรูปแบบการออกแบบขนาดกะทัดรัด
ระยะห่างของครีบ: ครีบ 8–12 ต่อนิ้ว (FPI) ทำให้เกิดการไหลเวียนของอากาศ (เพื่อหลีกเลี่ยงการอุดตัน) และพื้นที่ผิว (สำหรับการถ่ายเทความร้อน) ระยะห่างที่แคบลง (12–15 FPI) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ แต่เสี่ยงต่อการอุดตันโดยชิปโลหะ
