Le fournisseur du système de freinage rappelle que le convertisseur de fréquence, en tant qu'appareil de conversion, génère une certaine consommation d'énergie en fonctionnement. Cette consommation varie en fonction de la charge, du mode de contrôle, de la marque et des spécifications de l'onduleur. Les données montrent que la consommation d'énergie d'un convertisseur de fréquence représente environ 4 à 5 % de sa capacité. L'onduleur lui-même représente environ 50 %, le redresseur et le circuit CC environ 40 %, et le circuit de contrôle et de protection entre 5 et 15 %. La règle des 10 °C stipule que lorsque la température d'un appareil baisse de 10 °C, sa fiabilité double. Il est donc essentiel, pour les convertisseurs de fréquence, de limiter l'échauffement, d'améliorer leur fiabilité et, par conséquent, de prolonger leur durée de vie, afin de mieux servir la société.
Classification des méthodes de dissipation de chaleur
La dissipation de chaleur des convertisseurs de fréquence peut être divisée en plusieurs types : dissipation thermique naturelle, refroidissement par air forcé et refroidissement par eau.
dissipation naturelle de la chaleur
Les convertisseurs de fréquence de faible capacité utilisent généralement la dissipation thermique naturelle et leur environnement de fonctionnement doit être bien ventilé, exempt de poussière et de tout objet susceptible de s'y accrocher. Les éléments susceptibles de provoquer ce type de convertisseur sont principalement des ventilateurs de climatisation, des machines-outils, etc. Ils présentent une faible consommation d'énergie et un environnement d'utilisation optimal.
De plus, la capacité des convertisseurs de fréquence utilisant des méthodes de dissipation thermique naturelle n'est pas toujours négligeable. Pour les convertisseurs de faible capacité, un dissipateur thermique classique peut convenir, en veillant à maximiser la surface de dissipation dans les limites autorisées. L'espacement entre les dissipateurs doit être réduit afin d'optimiser cette surface. Pour les convertisseurs de forte capacité, si une dissipation thermique naturelle est requise, l'utilisation de radiateurs à caloducs est recommandée. Ces radiateurs de nouvelle génération combinent les technologies des caloducs et des radiateurs classiques, offrant ainsi une efficacité de dissipation thermique extrêmement élevée.
Refroidissement par air forcé
Le refroidissement par air forcé consiste à refroidir directement le boîtier de l'équipement à l'aide d'un ou plusieurs ventilateurs externes. Les convertisseurs de fréquence génèrent inévitablement une quantité importante de chaleur en fonctionnement, notamment lors d'un fonctionnement prolongé à pleine charge et lorsque la température ambiante est élevée. Afin de prévenir toute surchauffe de l'onduleur, il est possible d'ajouter un ou plusieurs ventilateurs pour refroidir directement son boîtier. Cette méthode de refroidissement est économique et permet d'augmenter le nombre de ventilateurs pour optimiser le refroidissement, sans incidence sur le coût.
refroidissement par eau
Le refroidissement par eau comporte une entrée et une sortie, ainsi que de multiples canaux internes permettant d'optimiser les performances du radiateur et d'évacuer davantage de chaleur. C'est le principe de base des radiateurs refroidis par eau. Si le refroidissement par eau est une méthode courante dans l'industrie, son utilisation pour la dissipation thermique des convertisseurs de fréquence reste limitée en raison de son coût élevé, de son encombrement important et du fait que la capacité de ces convertisseurs varie généralement de plusieurs milliers de voltampères à près de 100 kilovoltampères, ce qui rend son utilisation peu rentable. Cette méthode est donc réservée à des cas particuliers et aux convertisseurs de fréquence de grande capacité.
Quelle que soit la méthode de dissipation thermique utilisée, la consommation électrique du convertisseur de fréquence du moteur doit être déterminée en fonction de sa capacité afin de choisir le ventilateur et le dissipateur thermique appropriés, et ainsi optimiser le rapport coût-efficacité. Parallèlement, les facteurs environnementaux auxquels sont soumis les convertisseurs de fréquence doivent être pleinement pris en compte. Des mesures appropriées doivent être prises pour garantir le fonctionnement normal et fiable du convertisseur de fréquence dans des environnements difficiles tels que les températures et l'humidité élevées, les mines de charbon, les champs pétroliers et les plateformes offshore. Du point de vue du convertisseur de fréquence lui-même, il est conseillé de limiter au maximum l'influence des facteurs défavorables. Par exemple, il est possible de le protéger de la poussière et du sable, et de ne laisser en contact avec l'air extérieur que le conduit d'air du radiateur, afin d'éviter tout impact sur les composants internes du convertisseur. En cas de brouillard salin et d'humidité, tous les composants du convertisseur peuvent être isolés et traités par pulvérisation. Pour les convertisseurs de fréquence utilisés sur site, des mesures doivent être prises pour les protéger de la pluie, du soleil, du brouillard et de la poussière. Dans les environnements à températures et humidité élevées, la climatisation et d'autres équipements peuvent être ajoutés pour le refroidissement et la déshumidification, afin de créer un environnement optimal pour le convertisseur de fréquence et d'assurer son fonctionnement fiable. Discussion sur l'effet de dissipation de la chaleur et les principes de sélection des radiateurs.