パワーエレクトロニクス製品の信頼性は、デバイスの温度に大きく関係しています。 超低温デバイスは、超信頼性で動作します。 業界には「10のルール」と「6のルール」があります。つまり、デバイスの温度が10または6度下がるたびに、寿命が長くなります。 「10度のルール」であろうと「6度のルール」であろうと2倍になりますが、明確で厳密な理論的証拠はありませんが、エンジニアリングの経験から、デバイスの温度とデバイスの寿命の間に密接な関係があることを十分に証明できます。
電子製品の動作により電流が発生し、デバイス自体が損失を発生させて熱を発生させ、デバイスの温度が上昇します。 確実な動作を確保するためには、デバイスの温度を下げ、さまざまな方法を採用し、制御を最適化し、スイッチング周波数を下げる必要があります。 より重要な側面は熱放散です。これは熱をすばやく取り除き、デバイスの温度を下げます。 この記事では、冷却方法に関連する問題に焦点を当てています。
デバイスの熱は内側から外側に伝わります。 人と同じように、暑いときは冷やす必要があります。そうしないと、熱射病やさらに深刻な問題などの問題が発生します。 同じことが機器にも当てはまります。 。
熱を放散する一般的な方法はいくつかあります。自然冷却、強制空冷、空調冷却、空気水冷却、純水冷却です。
自己発熱冷却は、必要に応じて低電力機器に適しています。 高出力機器が自己発熱冷却方式を採用している場合、機器の信頼性の高い動作を確保するために、機器の容量は必要な電力の何倍も必要であり、コストとボリュームが非常に高くなります。 それは巨大で非常に不経済であるため、一般的には使用されません。
強制空冷方式、つまり換気冷却は、夏にファンを吹き付けて冷やすのと同じように、比較的経済的な方法ですが、多くの問題や注意事項もあります。これについては後で詳しく説明します。
空調冷凍：空調を使用して、デバイスによって生成された熱を冷却し、周囲温度を下げます。これは通常、空冷と組み合わせて使用されます。
空気-水冷：つまり、ファンと水冷装置が連携して冷却します。 ファンは装置の熱を引き出し、水冷式熱交換器で冷却し、冷気を装置に吹き込んで装置を冷却します。これは比較的経済的です。
純水冷：つまり、装置はファン冷却ではなく水冷を直接採用しています。 設備ラジエーターは水冷ラジエーターで、放熱には水循環を利用しています。 プロセスは比較的複雑で、コストが最も高くなります。
以下では、主に空冷（空調を含む）、空冷、水冷の長所と短所、および使用上の保守上の注意事項を紹介します。
1空調冷却
それは限られたスペースでなければなりません。 私たちのオフィスと同じように、窓を開けてエアコンをつけるのは効果的ではありません。 さらに、スペースは大きすぎても小さすぎても適切でなければなりません。 大きすぎると冷房効果が悪く、エアコンが多くてエネルギーが無駄になります。 小さすぎると冷却効果は良くありませんが、装置から発生する熱が熱を奪うのに十分ではなく、装置の内部温度が上昇します。 部屋の大きさの原則は、機器の前面、背面、左右に2メートルのスペースがあり、上部に1.5メートルが適しているということです。 さまざまな機器の発熱に応じて、適切な数のエアコンが選択されます。 また、エアコンが破損し、冷蔵が不十分で設備が故障した場合に備えて、予備のセットを少なくとも1つ用意する必要があります。
2空冷方式
空気-水冷は、空調冷凍に似ています。 部屋も密閉する必要があります。 装置で発生した熱は、エアダクトから排出されます。 水冷式熱交換器で熱風を冷やした後、室内に吹き込み、循環冷却して設備温度を下げます。 空冷の場合は、エアダクトの風量を十分に確保し、風の抵抗をできるだけ少なくし、風を閉じ込めて熱風が排出されないようにする必要があります。 さらに、スペースは適切である必要があります。
空気-水冷には適切な水源が必要であり、水温は常温より高くてはなりません。また、熱交換器の腐食やスケーリングを防ぎ、水を防ぐために、水源をきれいにするためにリサイクルできます。漏れ、熱交換効果に影響を与えます。 使用過程における循環水ポンプの信頼性は重要な問題です。 水冷システムの信頼性を確保するためのバックアップポンプとバックアップ電源がある場合にのみ、冷却効果の信頼性と機器の信頼性の高い動作を確保できます。
3水冷方式
この方法は、比較的複雑でコストが高く、基本的には空冷が超高出力機器の放熱要件を満たせない場合や、屋外の閉鎖空間での運用が必要な場合にのみ使用されます。
この水冷方式は、上記の空冷方式とは大きく異なる純水冷方式です。 空気-水冷は、実際にはファンに依存して熱を放散します。 現時点では、水冷はエアコンの役割と同等ですが、純水冷には熱を放散するファンがありません。 水冷システムは、装置内で直接設計されています。 ヒーター、水-空気熱交換器は、ファンを使用して循環水を冷却し、水温を下げます。 上記の気水冷は、水で空気を冷やし、気温を下げることです。
純水冷却プロセスは複雑であり、高い要件が必要です。 水は、清浄度、スケーリング、脱イオン化、低電気伝導率を確保し、絶縁性能を確保するために純水を使用する必要があります。 水温は適切に制御されるべきであり、凝縮が形成されるべきではありません。 機器が使用できない冬にパイプが凍結しないように、水を凍結から保護する必要があります。 この冷却方法は、超高出力製品への適用効果が高く、コストパフォーマンスが比較的高くなります。 ユーザーは特定のメンテナンススキルを持っている必要があります。 通常、水漏れや浸透などがないか注意してください。水を補給するときは、同じ割合で不凍液を加えてください。
4空冷方式
作業条件のほとんどは、依然として強制空冷によって支配されています。 以下は、主に、強制空冷の適用におけるいくつかの問題を紹介し、適用においてそれを回避し、不十分な熱放散の状況を回避する。 空調に強制空冷を使用しない場合は、エアダクトを使用して外気を排出し、室温と吸気温度を下げます。 この方法で知っておくべきいくつかの問題があります。
（1）空気入口は、空気出口の面積よりも十分で大きくなければなりません。 機器の発熱量に応じて、さまざまな要件があります。 部屋は、機器メーカーから提供された関連データに厳密に従って設計する必要があります。 エアインレットはホコリの侵入を防ぐためにフィルターコットンを追加する必要があるため、フィルターコットンの状況に応じて有効換気面積に応じて計算し、目詰まりを防ぐためにフィルターコットンを適時に洗浄する必要があります。
（2）空気出口は、装置の空気出口よりわずかに低くする必要があります。つまり、空気ダクトを下向きに傾け、雨水が装置に流れ込まないようにエルボを追加し、保護ネットを追加する必要があります。小動物が侵入して事故を引き起こすのを防ぐために出口に。
（3）エアダクトの設計は非常に重要であり、多くの場合、機器の配置に依存します。 ここで、ユーザーは、エアダクトの外側から空気を排出する方法を使用する場合は、設計の最初に機器の配置を計画する必要があることに注意してください。 気道。 機器の排気口は、梁や柱などに面してはいけません。機器は、屋外の排出口（壁など）から離れすぎてはならず、空気ダクトが長すぎて、風の抵抗が大きく、は外部の排気を助長しません、そして、簡単な巣の風は熱放散に影響を及ぼします。
（4）エアダクトの耐風性は大きくないようにしてください。 曲がりすぎたり、曲がりすぎたりすると、風の抵抗が大きくなり、風によって熱放散が悪くなります。 45-度の角度で曲がるのが最善であり、90-度の角度でまっすぐに曲がらないようにしてください。
（5）現場で発生しやすい問題
①エアコンなし、エアダクトなし、密室、狭いスペース、高い室内温度。
②エアダクトはあるが、エアアウトのみでエアインがなく、負圧が大きく、熱を奪うのに十分な風量がないため、機器の温度が高くなっています。
③入口が小さすぎてほとんどなく、負圧も大きく、放熱効果が悪い。
5まとめ
工業用地は一般的に汚れており、ほこりが多く、導電性のほこりが残っている場合があり、電気機器の信頼性に影響を与えます。 したがって、経済性と信頼性の観点から、ユーザーは空冷方式を採用することをお勧めします。 部屋を気密にし、ホコリの侵入を防ぐだけでなく、冷却効果も高く、設備の確実な動作を確保し、コストパフォーマンスも高いです。 電気機器の信頼性は温度に反比例し、温度が低いほど信頼性が高くなり、逆に温度が高いほど信頼性が低くなります。 機器の信頼性の高い操作のために、冷却スキームの選択と実装に注意を払う必要があります