Kaip ašinė oro judėjimo ventiliatorius gerina oro cirkuliaciją uždarose elektros skyrinėse

Sandarios elektros spintos apsaugo jautrius variklius, kontaktorius ir PLC nuo dulkių, aušalo miglos ir atsitiktinio palietimo, tačiau būtent tarpinė, kuri neleidžia patekti teršalams, taip pat užtveria šilumą. Pavyzdžiui, pakavimo linijoje esanti variklių spinta gali būti švarioje, bet šiltoje patalpoje, kur vienintelis šilumos išeities kelias – per metalines sienas. Ašinė oro judėjimo ventiliatorius šią problemą išsprendžia, judindamas orą viduje, todėl šiluma pasiekia korpuso paviršių, o ne kaupiasi aplink komponentus. Kai vidinis oras nuolat maišomas, kiekvienas įrenginys veikia stabilesnėje temperatūroje, todėl nenumatyto sustojimo rizika sumažėja.

Kodėl sandarioms elektros spintoms reikia vidinio oro judėjimo

Kaip sandarus korpusas riboja natūralią konvekciją

Uždara apsauginė dėžutė riboja oro srautą iki to kiekio, kuris prasiskverbia pro mažyčius plyšius, todėl šiltas oras kyla aukštyn ir atšyla tik viršutinėje plokštėje. Šią situaciją keičia ašinio tipo oro judėjimo ventiliatorius, nes priverstinis judėjimas perneša įstrigusį šilumos kiekį per metalą, o ne leidžia jam likti vietoje. Be priverstinio judėjimo plonas sluoksnis, prilipęs prie šilumos izoliatoriaus, lieka karštas, tuo tarpu spintos siena, esanti netoliese, lieka šaltesnė, o šis temperatūrų skirtumas vis labiau didėja ilgai trunkančio gamybos ciklo metu. Gamtinė konvekcija yra lėta ir silpna lyginant su šiluma, kurią sukuria šiuolaikinis kintamosios srovės variklio valdymo prietaisas (VFD) arba servorėmis valdomas variklis, todėl plokštė palaipsniui kaupia energiją, kurios negali išsklaidyti. Taigi uždaros erdvės temperatūra kyla, kol vienas iš komponentų pasiekia savo ribinę temperatūrą.

Šilumos kaupimosi pradžios vieta elektros skydo viduje

Šilumos kaupimasis prasideda aukščiausios nuostolių įrenginiuose – lygintuvo moduliuose, stabdymo varžose ir valdymo transformatoriuose – nes šie komponentai išsklaido vatus į nejudančią oro sritį. Tankiame elektros skyde oras tarp terminalų eilučių beveik nejudėja, todėl kiekvienas karštas komponentas šildo savo kaimynus, o šilta zona palaipsniui plinta į išorę. Kai vidinis oras viršija komponentų nurodytą temperatūros reitingą, variklio valdiklis gali sumažinti naudingąjį našumą arba įsijungti apsauginis išjungimas. Gedimo būdas nėra dramatiškas; tai tylus temperatūros kilimas, kuris sutrumpina komponentų tarnavimo laiką ir sumažina patikimumą.

Kodėl išorinio oro įtraukimas į sandarią spintą atgręžia priešingą efektą

Uždarojo šaukšto atidarymas į išorės orą vieną problemą pakeičia keliomis. Plovimo zonose, audinių pluoštuose ir smulkuose metalo drožlėse tada patenka į dėžutę, filtrai užsikemša per kelias savaites, o IEC 60529 standarto nustatyta apsaugos klasė (IP reitingas) prarandama akimirksniu, kai pažeidžiama sandarinimo sąlyga. Jei skydelis turi išlaikyti IP54 arba IP44 apsaugos klasę, gamyklos oro padavimas panaikina pradinį sandarinimo tikslą. Vidinė cirkuliacija išlaiko sandarinimą nepažeistą, tuo pat metu vis tiek perduodant šilumą į korpuso sienas, kur ji ir turi būti.

Kaip ašinės oro judėjimo ventiliatorius sukuria vidinę cirkuliaciją

Vidinė cirkuliacijos grandinė uždaroje aplinkoje

Ašinė oro judintojo ventiliatorius sukuria uždarą ratą: jis įsiurbia šiltą orą iš sandarios dėžutės viršaus, stumia jį per sienas ir grindis, kur metalas atiduoda šilumą patalpai, tada grąžina vėsesnį orą į elektros skydo apačią. Kadangi tame pačiame ore cirkuliuoja tik vienas ir tas pats oras, į vidų nepatenka jokie teršalai ir IP apsauga išlieka nepažeista. Šis ratas paverčia nejudančią dėžutę veikiančia šilumos sistema ir paaiškina, kodėl sandarios spintos gali veikti su dideliais apkrovomis be išorinio oro tiekimo.

Karštųjų taškų pašalinimas aušinant komponentus

Komponentų aušinimas veikia prapučiant orą palei kiekvieną eilę, o ne leidžiant šiltoms oro kišenėms likti nejudėti. Ašinio oro judėjimo ventiliatorius, nustatytas pastoviu greičiu, užtikrina nuolatinį vidinį cirkuliaciją, todėl karštas IGBT ir šaltesnis relės jungiklis patiria panašias oro temperatūras. Rezultatas – lygesnis šiluminis profilis visame elektros skyde, mažiau vietinių temperatūros viršūnių ir mažesnė apkrova komponentams, kurie suyra pirmiausia. Pertraukta cirkuliacija taip pat neleidžia susidaryti sluoksniuotai oro dėtei, kuri susidaro, kai šiltas oras tiesiog plūduriuoja virš šaltų komponentų ir niekada nepasiekia jų.

Vietinis vėdinimas didelės galios praradimo įrenginiams

Kai kuriems įrenginiams reikia tikslinės pagalbos net judančioje cirkuliacijos grandinėje. Vietinė ventiliacija papildomą oro srautą nukreipia į vietą, kur yra stabdymo varža ar didelės galios maitinimo šaltinis, o šiluma taip pat nukreipiama į pagrindinę oro cirkuliacijos grandinę. Uždarame skyde tai reiškia, kad mažas nukreiptas oro srautas prisijungia prie cirkuliacijos grandinės, o ne kovoja su ja, todėl didžiausią šilumos nuostolį sukeliantis komponentas nebepavaldys viso skydo temperatūros. Ši praktika taikoma skyduose, kurie gaminami pagal ISO 14644 švaraus kambario arba kontroliuojamo proceso reikalavimus, kai vienodas oro srautas yra tokios pat svarbios kaip ir vėsus oras.

Uždarų skydų parinkimas, montavimas ir priežiūra

Oro srauto pritaikymas šilumos šalinimo apkrovai

Šilumos pašalinimas priklauso nuo to, kiek vatų gamina plokštė ir kiek temperatūros pakilimo sienoje leidžiama. Paprastas sandariuose dėžėse veikiantis šiluminis modelis naudoja dėžės tūrį ir tikėtiną vato nuostolius, kad būtų parinktas oro srautas, pernešantis šilumą į paviršius. 160 mm arba 300 mm ašinis oro judinimo ventiliatorius, parinktas pagal šią apkrovą, užtikrina efektyvų ciklą be per didelio guolių sukimosi — tinkamas oro judinimo įrenginys aktyvų dėžės režimą paverčia šiluminiu sistema. CE ir UKCA žymėjimai rodo, kad įrenginys išlaikė dokumentuotus elektros ir saugos tyrimus, o apsaugos klasė turėtų atitikti plokštės IP reikalavimus.

Tikrinimai ir priežiūra, kurie užtikrina pastovų cirkuliaciją

Uždari sistemos vis tiek reikalauja priežiūros, nes oro srauto praradimas yra tyli iki tol, kol neįvyksta kelionė. Kas ketvirtį patikrinkite grotelėse esantį dulkių kiekį, įsitikinkite, kad ventiliatorius vis dar paleidžiamas įjungus maitinimą, ir klausykite guolių triukšmo, kuris signalizuoja dėvėjimąsi. Rutuliniai guoliai su grynu vario apvyniojimais tarnauja ilgiau nuolatinės apkrovos sąlygomis, tačiau užsikimšęs įleidimo angos langelis vis tiek sumažina oro srautą ir leidžia grįžti šilumos kaupimuisi. Trumpa techninės priežiūros tvarkaraštis apsaugo šiluminę modelį, išlaiko sandarumą ir išvengia netikėtų sustojimų didžiausios gamybos apkrovos metu.

Vidinis oro judėjimas nėra pasirinktinis elementas uždarame skyde, kuris kasdien veikia tikromis apkrovomis. Ašinio oro judėjimo ventiliatorius suteikia skydui kontroliuojamą ciklą, per kurį šiluma perduodama į sienas, tuo tarpu sandarumas neleidžia patekti teršalams. Teisingai parinkus ventiliatoriaus dydį ir reguliariai atliekant patikras, pirkimų komandos gali užtikrinti, kad elektros skydai būtų vėsūs, atitiktų reikalavimus ir būtų patikimi, o taip pat pašalinti tylų temperatūros kilimą, kuris sutrumpina komponentų tarnavimo laiką.

Dažniausiai užduodami klausimai

Klausimas

Kas nulemia tinkamą oro srautą uždarame skyde?

Atsakymas: Oro srautas priklauso nuo bendros elektros skydo viduje išsisklaidytos galios ir maksimalaus leidžiamo temperatūros pakilimo prie sienų. Paprastas šiluminis modelis padalija šilumą iš leidžiamo ΔT, kad būtų įvertintas reikiamas oro srautas. Didelės galios praradimo skydai reikalauja didesnių ar papildomų vienetų, o mažo apkrovos skydai gali reikauti tik švelnaus cirkuliavimo. Ašinio įrenginio pritaikymas paskaičiuotai apkrovai neleidžia nei perkaitimo, nei energijos švaistymo.

Klausimas

Kodėl vidinis cirkuliavimas yra geresnis už išorinio oro įsiurbimą sandariame korpusoje?

Atsakymas: Cirkuliavimas išlaiko sandarumą, todėl dulkių, pluošto ir aušinimo skysčio rūko nepatenka į vidų, o šiluma vis tiek perduodama į sienas. Gamyklos oro įsiurbimas į dėžutę pažeidžia IEC 60529 standarto nustatytą IP klasifikaciją ir priverčia vykdyti filro priežiūrą, kurios sandarus skydas turėtų išvengti. IP44 arba IP54 klasės korpusuose oro laikymas viduje išsaugo tiek apsaugą, tiek aušinimą. Kompromisas palankesnis uždarams ciklams, o ne šviežiam oro įsiurbimui.

Klausimas

Kaip dažnai reikia tikrinti oro judėjimo įrenginį?

Atsakymas: Kas ketvirtį atliekama patikra leidžia aptikti daugumą problemų dar prieš joms sukeldant gedimą. Patikrinkite grotelės nuo dulkių, įsitikinkite, kad įrenginys įsijungia prijungus maitinimą, ir klausykite guolių triukšmo – jis rodo dėvėjimąsi. Uždari sistemos sugenda tyliai, todėl trumpa rašytinė patikros tvarkaraščio schema yra svarbesnė už ilgą, bet retai vykdomą. Filtrus keiskite tik jei jie yra, o kiekvieną patikrą fiksuokite žurnale – tai leis laiku pastebėti ir veiksmingai reaguoti į triukšmo ar paleidimo laiko pokyčius.

Klausimas

Ar vienas ašinis oro judinimo ventiliatorius gali aušinti aukštą elektros skydelį?

Atsakymas: Šio tipo vienas vienetas gali aušinti daugybę aukštų skydelių, jei jo galia parenkama remiantis šilumos nuostolių modeliu ir jis montuojamas taip, kad sukuriamas pilnas vertikalus oro cirkuliacijos ratas. Labai aukštiems ar tankiai įrengtiems korpusams gali prireikti antro vieneto arti viršaus, kad būtų išvengta šilto oro kaupimosi virš oro srauto. Sprendžiant, kuriuo būdu montuoti, lemiamais veiksniais yra bendras šilumos kiekis, skydelio aukštis ir tai, kaip vienodai oras turi pasiekti kiekvieną komponentų eilę. Tinkama montavimo vieta yra tokia pat svarbi kaip ir tiesioginis oro srautas.

Klausimas

Kur ventiliatorių reikėtų montuoti uždaroje dėžėje?

Atsakymas: Įrenginį montuokite taip, kad šiltas oras būtų pustomas iš viršaus link sienų. Užtikrinkite, kad įleidimo anga būtų laisva nuo bet kokių pritvirtintų filtrų, ir išvengkite kabelių kanalų ar šilumos atitraukimo elementų, kurie gali užkirsti oro srautą. Švarus kelias per įrenginius su didžiausiais nuostoliais užtikrina tolygią vidinę cirkuliaciją ir lygią temperatūros kreivę.