Heat pipe and heat sink in frequency converter cooling

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Electrical Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2011
Major/Subject
Tehoelektroniikka
Mcode
S-81
Degree programme
Language
fi
Pages
viii + 66
Series
Abstract
This master's thesis deals with the cooling capabilities of heat pipe cooling elements and heat sinks in frequency converters. Also the relevant theoretical background of thermodynamics, component heating, heat sinks, heat pipes and fans has been provided. Measurement results of two heat pipe cooling elements in a wind tunnel and of a heat sink in a frequency converter have been used. In addition the operation of a heat pipe cooling element in a frequency converter has been simulated. According to the results the heat pipe cooling elements have a much greater cooling capability than the heat sink. The better cooling capabilities of the heat pipe cooling elements come with a much greater cost than the heat sink. It is possible to make the frequency converter smaller using heat pipes instead of a heat sink. Using heat pipes it is possible to design the heat exchanger so that its pressure lost is as small as possible. This enables the use of a smaller fan.

Tässä työssä on tutkittu lämpöputkijäähdytyselementtien ja jäähdytysrivastojen jäähdytyskykyä taajuusmuuttajissa. Lisäksi on kerrottu taajuusmuuttajan jäähdytyksen kannalta oleellinen teoreettinen tausta lämpöopista, komponenttien lämpenemisestä, jäähdytysrivastoista, lämpöputkista ja puhaltimista. Työssä on käytetty mittaustuloksia kahdesta lämpöputkijäähdytyselementistä tuulitunnelissa ja yhdestä jäähdytysrivastosta taajuusmuuttajassa. Lisaksi on simuloitu lämpöputkijäähdytyselementin toimintaa taajuusmuuttajassa. Tulosten perusteella lämpöputkijäähdytyselementeillä voidaan jäähdyttää paljon tehokkaammin kuin jäähdytysrivastolla. Lämpöputkijäähdytyselementtien paremmasta jäähdytyskyvystä joudutaan kuitenkin maksamaan paljon suurempi hinta kuin jäähdytysrivastosta. Käyttämällä taajuusmuuttajan jäähdytyksessä lämpöputkia voidaan laitteesta tehdä pienempi kuin jos jäähdytyksessä käytettäisiin jäähdytysrivastoa. Lämpöputkiratkaisulla voidaan lämmönvaihto suunnitella siten, että sen painehäviö on mahdollisimman pieni, jolloin voidaan käyttää pienempää puhallinta.
Description
Supervisor
Luomi, Jorma
Thesis advisor
Elo, Markku
Keywords
heat pipe, lämpöputki, heat sink, jäähdytysrivasto, frequency converter, taajuusmuuttaja, thermal resistance, lämpövastus, heat flux density, lämpövuon tiheys
Other note
Citation