여름에 작동하는 인버터 인클로저는 비교적 온도가 높아서 만지기에 너무 뜨겁게 느껴질 수 있습니다. 그렇다면 인버터 케이스가 뜨거운 것이 더 나을까요? 그리고 인클로저가 만지면 왜 그렇게 뜨겁게 느껴질까요? 아래에서 인버터 냉각과 관련하여 이 두 가지 문제를 분석하고 답변을 제공하겠습니다.
인버터의 구성 요소에는 정격 작동 온도가 있습니다. 인버터의 방열 성능이 좋지 않으면 인버터가 계속 작동함에 따라 구성 요소의 열이 외부 세계로 전달될 수 없으므로 온도가 계속 상승합니다. 과도한 온도는 구성 요소의 성능과 수명을 줄일 수 있습니다. 인버터 내부 구성 요소의 작동 온도를 정격 온도 범위 내에서 유지하고 효율성과 서비스 수명을 보장하기 위해 열 전도성 재료가 인버터 내부로 열을 전달하는 데 필요합니다.
열전도 관점에서 볼 때, 인버터 내부와 외부 온도가 더 균형 잡힐수록, 즉 내부 가열 구성 요소, 히트싱크, 셸의 온도가 가까울수록 열전도도가 더 좋아집니다.
인버터가 외부가 차갑고 내부가 더운 경우 인버터의 방열 성능이 우수하지 않다는 것을 의미합니다. 이는 보온병과 일반 물병의 관계와 유사합니다. 같은 온도의 뜨거운 물이 담긴 컵은 보온병보다 열을 더 빨리 소산시키고 컵 벽도 보온병보다 더 뜨겁습니다. 이는 보온병의 내벽과 외벽 사이에 진공이 있고 열전도 매체가 없기 때문에 외벽 온도가 낮고 내부 열을 소산할 수 없어 단열 효과를 얻을 수 있기 때문입니다. 일반 컵의 벽은 단일 층으로 내부 열을 효과적으로 전달할 수 있습니다. 따라서 외벽은 뜨거워지지만 보온병보다 더 빨리 식습니다.
인버터의 방열 원리는 단일 층 컵과 유사하며, 인버터 내부 구성 요소에서 열을 빠르게 전달하여 인버터 내부 구성 요소의 온도를 빠르게 낮추고 인버터의 작동 및 서비스 수명을 개선하는 목표를 달성해야 합니다. 위에서 볼 수 있듯이, 인버터에 좋은 방열 성능은 매우 중요합니다. 아래에서 인버터 가열 및 방열의 기본 원리를 구체적으로 설명합니다.
인버터 방열판 및 인버터 방열판
1. 회로에서 능동 부품은 전류가 인가될 때마다 열을 발생시킵니다. 인버터의 주요 가열 부품에는 스위칭 트랜지스터(IGBT, MOSfet), 자기 코어 부품(인덕터, 변압기) 등이 있습니다. 따라서 부품이 정격 온도에서 작동할 수 있도록 하려면 시스템의 방열 성능이 매우 중요합니다.
2. 인버터는 작동 중에 열을 발생시키는 것은 불가피합니다. 예를 들어, 5KW 인버터의 경우 시스템의 가열 전력은 일반적으로 총 인버터 전력의 약 1.5-2.5%이고 열 손실은 약 75-125W입니다. 따라서 시스템 열 발산 및 냉각은 매우 중요합니다. 소규모 가정용 시스템의 경우 업계는 일반적으로 자연적 열 발산 방법을 사용합니다.
3. 우수한 방열 성능을 달성하기 위해 다음과 같은 조치를 취할 수 있습니다.
① 방열 면적이 클수록 효과가 좋습니다. 예를 들어, 5KW 인버터의 가열 전력이 125W이고 60도에서 자연 냉각으로 견딜 수 있는 최대 열유속 밀도가 0.05W/cm2인 경우 방열 면적은 최소한 약 0.25m2 이상이어야 합니다. 동일한 부피를 유지하고 방열판의 표면적을 늘리기 위해 방열판 표면은 여러 개의 핀과 증가된 핀 높이로 설계되어 방열판과 공기 사이의 접촉 면적을 늘리고 빠른 방열에 도움이 됩니다.
② 인클로저-방열판은 단단히 연결되고, 인버터 셸은 열전도성이 좋은 알루미늄 합금으로 만들어졌습니다. 일체형 인클로저 구조를 채택하여 방열판은 넓은 면적을 통해 인클로저와 밀접하게 연결되고, 구성 요소의 열은 방열판을 통해 알루미늄 합금 인클로저로 직접 전달되어 장치에서 방열판으로, 그런 다음 인클로저로, 마지막으로 공기로 열 발산 경로를 형성할 수 있습니다. 또한 구성 요소의 열은 인버터 내부 공기를 통해 케이싱으로 전달된 다음 케이싱을 통해 외부 공기로 발산될 수 있습니다. 장치에서 내부 공기로, 그런 다음 케이싱으로, 마지막으로 외부 공기로 또 다른 방열 경로가 형성되었습니다.
비통합 쉘을 사용하면 인클로저와 방열판 사이에 두 개의 연결이 필요하고 접촉이 단단하지 않습니다. 따라서 방열판과 중간 인클로저의 작은 부분만 방열에 관여하고 상단 인클로저는 방열에 참여하지 않아 전체 방열 성능이 크게 저하됩니다.
일체형 인클로저 구조를 채택하여 방열판이 인클로저에 직접 단단히 연결되어 알루미늄 합금 인클로저가 두 경로를 통해 방열에 참여할 수 있습니다. 방열에 더 많이 참여하기 때문에 인버터 셸의 온도가 비교적 높습니다. 이 현상의 장점은 인클로저가 열전도도가 좋아서 인버터의 내부 열을 셸을 통해 더 빨리 전달하여 인버터의 내부 온도와 구성 요소의 온도를 낮추고 구성 요소와 인버터의 수명을 연장한다는 것입니다.
인버터 케이스 과열 및 손 화상의 원인
1. 구성 요소의 온도를 더 좋고 빠르게 낮추고 구성 요소의 더 긴 서비스 수명을 보장하기 위해 통합 인클로저와 방열판에 밀접하게 접촉하는 설계를 채택하여 인클로저를 시스템 방열의 중요한 구성 요소로 만들었습니다. 방열 성능이 향상되고 인클로저 온도가 더 높아지는데, 이는 인버터 작동의 정상적인 현상입니다.
2. 감각 온도: 인체의 지각 온도는 약 36도이며, 따뜻한 느낌이 있을 것입니다. 약 45도에서 타는 듯한 느낌이 있을 것입니다. 약 50도에서 장시간 노출되면 타는 듯한 느낌이 들 수 있습니다. 60도에서 장시간 노출되면 화상을 입을 수 있습니다. 인버터 방열과 특수 작업 환경(실외 직사광선)의 필요성으로 인해 안전 규정은 인버터 하우징의 온도가 70도를 초과할 수 없다고 규정하고 있습니다. 여름에는 외부 환경 온도가 40도일 때 하우징 온도는 일반적으로 55도에서 60도 사이입니다. 따라서 사람들이 인버터 하우징을 만지면 뜨겁게 느낄 것입니다.
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