با توسعه سریع فناوری انرژی های تجدیدپذیر، تقاضا برای اینورتر موج سینوسی اصلاح شده در کاربردهای خانگی و صنعتی همچنان رو به افزایش است. اینورترها در فرآیند تبدیل برق DC به برق AC گرما تولید می کنند. اگر اقدامات موثر اتلاف گرما انجام نشود، گرمای بیش از حد تجهیزات به طور مستقیم بر عملکرد و عمر مفید آن تأثیر می گذارد. بنابراین، طراحی اتلاف حرارت معقول برای اطمینان از عملکرد کارآمد اینورتر ضروری است.
اتلاف حرارت جابجایی طبیعی
اتلاف گرمای جابجایی طبیعی به جریان طبیعی هوا برای حذف گرمای تولید شده توسط تجهیزات متکی است. این روش اتلاف گرما نیازی به تجهیزات مکانیکی اضافی ندارد، ساختار ساده ای دارد و هزینه نسبتا پایینی دارد. برای اینورترهای با توان کمتر به خصوص در محیط های نسبتا بسته مناسب است. مزایای آن عبارتند از:
- ساختار ساده، عدم نیاز به فن یا پمپ اضافی، کاهش پیچیدگی و هزینه سیستم.
- سطح صدای پایین به دلیل عدم وجود قطعات متحرک مکانیکی.
با این حال، اتلاف گرمای جابجایی طبیعی نیز محدودیت‌های خاصی دارد:
- راندمان اتلاف حرارت پایین، به ویژه در کاربردهای پرقدرت، ممکن است الزامات اتلاف گرما را برآورده نکند.
- اثر اتلاف گرما به طور قابل توجهی تحت تأثیر دمای محیط و شرایط جریان هوا است.
اتلاف حرارت جابجایی اجباری
اتلاف گرمای جابجایی اجباری با افزایش جریان هوا از طریق فن ها یا سایر تجهیزات مکانیکی، کارایی اتلاف گرما را بهبود می بخشد. این روش برای اینورترهای با توان بالاتر مناسب است و می تواند به طور موثر دمای تجهیزات را کاهش دهد. مزایای اصلی آن عبارتند از:
- راندمان اتلاف حرارت بالا، که می تواند نیازهای اتلاف گرما را در اینورترهای پرقدرت برآورده کند.
- با تنظیم سرعت فن برای بهبود انعطاف پذیری سیستم، اثر اتلاف حرارت را به صورت دینامیکی کنترل کنید.
با این حال، معایب اتلاف گرمای جابجایی اجباری را نمی توان نادیده گرفت:
- ساختار پیچیده که هزینه و سختی تعمیر و نگهداری سیستم را افزایش می دهد.
- قطعات مکانیکی مانند فن ها ممکن است با افزایش زمان استفاده، نویز ایجاد کرده و فرسوده شوند و قابلیت اطمینان سیستم را تحت تاثیر قرار دهند.
انتقال حرارت اتلاف حرارت
اتلاف حرارت هدایت حرارتی، گرمای تولید شده در داخل اینورتر را از طریق مواد رسانای حرارتی به محیط خارجی هدایت می کند. معمولاً از این روش در ترکیب با یک هیت سینک برای بهبود راندمان دفع گرما استفاده می شود. مواد رسانای حرارتی رایج شامل فلزاتی مانند آلومینیوم و مس هستند. مزایای آن عبارتند از:
- اثر اتلاف گرما خوب، که می تواند به طور موثر گرما را به هیت سینک هدایت کند.
- طراحی هیت سینک را می توان با توجه به قدرت و محیط کاری اینورتر برای بهبود عملکرد کلی اتلاف گرما بهینه کرد.
با این حال، اتلاف گرمای هدایت حرارتی نیز محدودیت هایی دارد:
- هزینه و حجم هیت سینک ممکن است زیاد باشد و باعث افزایش اندازه کلی اینورتر شود.
- طراحی دقیق و انتخاب مواد برای اطمینان از هدایت حرارتی خوب مورد نیاز است.
خنک کننده مایع
خنک کننده مایع از مایع (مانند آب یا خنک کننده خاص) برای حذف گرمای تولید شده توسط اینورتر استفاده می کند. این روش معمولاً برای اینورترهای با قدرت فوق العاده بالا مانند اینورترهای صنعتی و اینورتر خودروهای برقی استفاده می شود. مزایای خنک کننده مایع عبارتند از:
- راندمان اتلاف گرما بسیار بالا است که می تواند به طور موثر دما را در کاربردهای پرقدرت کاهش دهد.
- مایع دارای ظرفیت گرمایی ویژه زیادی است و می تواند ظرفیت اتلاف حرارت بالایی را در حجم کمتری به دست آورد.
با این حال، پیچیدگی سیستم خنک کننده مایع نیز نقطه ضعف اصلی آن است:
- طراحی سیستم پیچیده است که هزینه و نیازهای تعمیر و نگهداری پمپ ها، لوله ها و خنک کننده ها را افزایش می دهد.
- نشت مایع ممکن است باعث آسیب به تجهیزات و افزایش خطرات ایمنی شود.
