Обязательный минимум зазоров при установке

Вентиляционные зазоры для Сенсорных и Терминальных Модулей

Сенсорные  и Терминальные Модули могут быть установлены в ряд друг за другом.

• При установке на стену, сетевым дроселям и сетевым фильтрам требуется вентиляционное пространство 100 мм (3,94 дюйма) сверху и снизу соответственно.Расстояние в 100 мм должно соблюдаться около сетевых фильтров для уменьшения влияния магнитного поля на другие компоненты и кабели. Альтернативно могут использоваться экранные пластины для уменьшения влияния магнитного поля
• Условия установки по отношению распределения тепла от модулей книжного формата должны рассчитываться для активного модуля питания книжного формата 

Вентиляционные зазоры для компонентов книжного формата

При установке в ряд нескольких устройств, минимальный боковой зазор между Силовыми Модулями должен соответствовать

заданному значению в зависимости от определенного типоразмера оборудования. Силовые Модули типоразмеров FSA, FSD,

FSE и FSF вплотную друг у другу.

Вентиляционные зазоры для компонетов книжного формата с внутренним охлаждением

Силовые модули 5 кВт до 55 кВт;
Активные интерфейсные модули 16 кВт до 120 кВт;
Моторные модули 3 A до 85 A

Вентиляционные зазоры для компонетов книжного формата с внутренним охлаждением

Активные силовые модули 80 кВт и 120 кВт
Моторные модули 132 A и 200 A

Вентиляционные зазоры для компонетов книжного формата с внешним охлаждением

Модули питания 5 кВт to 55 кВт; Моторные модули от 3 A до 85 A¹⁾.

Установочная высота внешнего встроеннного вентилятора также равна 376 мм от нижнего края Активного модуля питания от 80 Квт до 120 кВт, также как и для моторного модуля от 132А до 200А. Свободное пространство спереди от ≥ 50 мм требуется оставить. 

Вентиляционные зазоры для компонентов формата шасси

Приводные Модули и Активные Сетевые Модули в типоразмерах FX и GX

Сетевые модули Basic формата шасси

Активные интерфейсные модули типоразмера FI и GI формата шасси

¹⁾ Активные модули питания от 16 кВт до 120 kW как для для модулей с внутренним охлаждением.

Расчет внутренней температуры шкафа управления

Шкаф управления с принудительным охлаждением

В шкафах управления с принудительным охлаждением, теплоотдача P_v идет через теплоотвод с возросшей температурой воздуха на Δϑ. За интервал времени Δt, воздух набирает тепло  Q = c × m × Δϑ = P_v × Δ_t, и в это же время объём воздуха V проходит через шкаф управления (c является коэффициентом теплоемкости воздуха). Масса  m и объём V связаны через плотность ρ. m = ρ × V. Используя приведенную выше формулу теплоотдача расчитывается как:  P_v = c × ρ × (V/Δt) × Δϑ

Теплоотдача P_v, которая может быть реализованна принудительной вентиляцией пропорциональна продуваемому объему.

V = V / D_t

это скорость воздушного потока от вентилятора через шкаф управления, и допустимая степень нагрева Δϑ = T_c-T_a

Теплоемкость и плотность воздуха зависят от влажности и атмосферного давления.Поэтому при расчете следует учитывать другие параметры. Для расчета уровня тепла в шкафу управления в стандартных промышленных условиях допустим, что, c = 1 кДж/кг × K и ρ = 1.2 кг/м³ . В результате получим:

P _V = 1200 x V x Δϑ

где  Δϑ = T_c-T_a

Температура T_c  как температура окружающей среды компонентов внутри шкафа управления может быть рассчитана по представленной формуле, и ее следует проверить, сделав измерения для каждого применения, поскольку в отдельных местах могут формироваться так называемые «горячие точки», например, в непосредственной близости от источника тепла или скопления тепла ввиду неправильной циркуляции воздуха.

Шкаф управления без принудительной вентиляции

Шкаф управления без обязательной вентиляции теряет генерируемое внутри тепло P_v через окружающий воздух T_aчерез поверхность. Для теплового потока в стационарном режиме применяется следующая формула:

Q‘ = k x A x Δϑ = P_V

k  – коэффициент переноса тепла, A – полезная поверхность охлаждения, а Δϑ – разница температур внутри шкафа и снаружи  Δϑ = T_c- T_a

Передача тепла через стены шкафа управления определяется передачей тепла внутреннего воздуха стене шкафа, проведением тепла через стену шкафа и передачей тепла от стены шкафа во внешний воздух. Значение переданного тепла рассчитывается с учетом коэффициента переноса тепла α, и теплопроводности λ, а также толщины стены шкафа d. Таким образом, значение возможной потери тепла  P_v рассчитывается следующим образом:
P_v = [1/(1/α i + d/λ + 1/α _a)] × A × Δϑ = k × A × Δϑ

P _v  =  k  ×  A  × Δϑ

Стандартные значения коэффициента передачи тепла k при толщине стен шкафа управления, сделанных из нержавеющей стали и покрашенных краской, до 2 мм:

Расчет IEC 60890 (VDE 0660 Часть 507) может использоваться для определения температуры окружающей среды T_c внутри шкафа управления. При расчете следует учитывать все источники тепла в шкафу управления, например, линейные модули, модули двигателя, источники питания, фильтры, реакторы. Важно определить эффективную поверхность охлаждения, которая зависит от способа настройки шкафа управления. Для шкафов управления с вентиляционными форточками (естественная конвекция) также может использоваться стандарт.

Расчетная температура T_c и распределение температуры внутри шкафа управления должны проверяться измерениями при каждом применении, поскольку в определенных местах могут формироваться так называемые «горячие точки», например, в непосредственной близости от источника тепла или участках аккумулирования тепла.

Шкаф управления с кондиционером воздуха

Шкаф управления выделяет тепло через свою поверхность и за счет кондиционера воздуха.

Производители приводят информацию о конструкции кондиционера, например, Rittal http:///www.rittal.com

 Шкаф управления с охлаждением посредством холодного стола для модулей  SINAMICS S120 книжного формата

Устройства с охлаждением посредством холодного стола выводят часть образуемого тепла в окружающий воздух  (P_{v int}). Однако основная доля тепла P_v ext выводится через заднюю панель, которая также является и охлаждающей поверхностью – холодным столом, в сток теплового потока. Потери тепла  P_v ext нагревают холодный стол до температуры T_h , которая связана с температурой T_ext внешнего стока теплового потока через тепловое сопротивление R_th : T_h = R_th × P_v ext + T_ext

Для поддержки указанного значения теплового сопротивления  R th,   между холодным столом и внешним стоком теплового потока должна использоваться теплопроводная фольга, устройство должно затягиваться вместе с указанным моментом затягивания, а также должна проводиться соответствующая обработка поверхности внешнего теплового стока. Разница температур холодного стола и внешнего теплового стока  (T_h - T_ext) не должна превышать 40 K, в противном случае может произойти механическое скручивание. Устройства шириной 300 мм, используемые для генераторных приложений, которые не требуют большой силы тока, при небольшой загрузке потребляют не много тока, с дефорсированием, лучше всего охлаждать с помощью холодного стола.

Что касается потерь тепла P_{v int} в шкафу управления, для расчета температуры внутри шкафа управления T_c может использоваться один из ранее указанных способов расчета.

Все расчетные максимальные температуры должны проверяться путем измерений в реальных условиях работы после настройки системы.

Необходимо убедиться, что температура T_ext внешнего теплового стока на поверхности, контактирующей с теплопроводной фольгой, не превышает предельное значение.

Рекомендуемый внешний тепловой сток, например, Rittal DCP – Пакет прямого охлаждения http://www.rittal.com/

 Защита конденсации с охлаждением посредством холодного стола

В устройствах с охлаждением посредством холодного стола теплый окружающий воздух может конденсироваться на холодной поверхности внешнего теплового стока. Конденсат может вызвать электрические повреждения, такие как ток утечки или искрение. Объем конденсата должен быть минимизирован путем поддержания необходимой температуры внешнего теплового стока, при этом температура теплового стока должна быть выше температуры конденсации окружающего воздуха. Этого можно добиться поддержанием постоянной температуры воздуха или управлением температурой теплового стока в зависимости от температуры окружающего воздуха.