无论是出于特定的节能原因，还是为了优化所连接电机的寿命，交流变频器已日益成为所有行业的常规设备。但考虑到大多数交流驱动器的机箱等级为NEMA 1或ip21，这意味着它们对气候控制室内环境之外的任何情况都只有最低限度的保护，因此对合适的驱动器外壳的需求并不罕见。
即使您没有将交流驱动器安装在潜在危险的位置，如果它将与其他电子自动化设备一起放置在机柜中，也会出现热问题，这要求封闭机柜具有适当的环境能力。毕竟，交流驱动器是由非常敏感的电子元件组成的，为了获得最大的使用寿命，必须照顾好它们。
为了了解更多有关如何正确封闭交流驱动器的信息，我与封闭驱动器产品营销经理Dennis Murphy进行了交谈Vacon．
墨菲提出的第一个问题是电源损耗，当驱动器安装在机柜中时，这与散热问题直接相关。他说:“交流驱动器，像所有的电子设备一样，不是100%的效率，并且会损失一些电力，这是设计交流驱动器外壳时必须处理的问题。”“现代驱动器的典型功率损耗约为驱动电机负载的2- 3%，以千瓦表示。例如，如果由交流驱动器驱动的负载为22kW，则驱动器产生的功率损耗为22,000*0.02=440W。即使驱动器的额定负载更高，例如30kW，功率损失也将是相同的，因为22kW是传递给电机的实际功率。此外，在设计外壳时，必须注意将将要安装的每个组件的功耗加起来，而不仅仅是交流驱动器的功耗。”
Murphy说，从功率损耗系数作为基点开始，接下来要检查的是安装完成外壳的环境。他说:“应该使用NEMA, UL和CSA等管理标准来确定外壳类型，以定义特定安装的要求。”
例如，以下是来自“UL50，电气设备外壳”的一些常见评级:
- 1型-室内使用，主要是为了提供一定程度的保护，防止与封闭设备接触，并防止一定量的灰尘落下。
- 3R型-室外使用，提供一定程度的防雨保护;没有被围栏上形成的冰所损坏。
- 类型4 -室内或室外使用，提供一定程度的保护，防止下雨，飞溅的水和软管导向的水;没有被围栏上形成的冰所损坏。
- 4X型-与4型相同，具有耐腐蚀性。
- 12型-室内使用，提供一定程度的保护，防止灰尘、污垢、纤维飞扬、滴水和非腐蚀性液体的外部冷凝。
安装环境确定后，可以定义冷却方式。墨菲说:“至少有五种主要的方法来冷却包含交流驱动器的外壳，然而，并非所有这些方法都是实用的，这取决于特定应用所需的外壳的环境等级。”此外，对于非常大的驱动器，巨大的热损失可能决定了特定的冷却方法。”
以下是Murphy根据应用推荐的主要冷却方法:
对流冷却。交流驱动器安装在外壳中，进气孔朝向外壳的下部，排气孔靠近外壳的顶部。这是一种更具成本效益的冷却方式，而且柜子越高，传热就越有效，形成了“烟囱”效应。这种方法主要适用于NEMA 1和3R安装，但也可以非常创造性地应用于满足其他要求。
强制对流冷却。对流冷却的一种变体，这种方法依靠风扇通过进风口和排气口推动空气通过机柜。也可以使用这种配置，依靠交流驱动器的风扇通过仔细的机械工程和使用挡板来引导空气流动。当使用适当额定的过滤器和格栅或空气对空气热交换器时，这种方法最常用于NEMA 1, 3R和NEMA 12安装。
辐射冷却。使用这种方法，外壳的表面积足以将内部损失的热量辐射到外壳周围的其他表面。这是最简单和最具成本效益的冷却方式，但其冷却能力极其有限，特别是与大功率交流驱动设备。无论外壳的额定达到NEMA 4X，该方法本身都是额定的。
制冷剂冷却。这通常是通过使用专门为冷却电气外壳设计的空调装置来实现的。这种方法的重要优点是可以将机柜内部冷却到低于周围空气温度的温度，而其他方法只能将内部温度降低到高于周围空气温度的某个水平。适用于NEMA 3R, 12, 4, 4 x。
液体冷却。使用液体冷却电气外壳和驱动模块变得越来越普遍，特别是在驱动非常高功率负载的情况下。最流行的方法包括使用安装在外壳上的液-空气热交换器或使用专门设计的液冷交流驱动器。对于更高的功率水平，液冷交流驱动成为一个更可行的选择，因为大部分的热损失都产生在冷却剂中，很少损失到外壳中。这些驱动器通常使用液对液热交换器或冷水机来创建两个独立的闭环冷却回路:一个回路用于连接的交流驱动器，另一个回路用于安装现场的冷却回路，该回路使用液对空气热交换器将热量最终转移到远程位置的空气中。此选项适用于最极端的NEMA额定值，因为如果需要，可以通过添加内部液空热交换器将内部外壳热量去除到液体回路中，外壳可以完全密封。
Murphy补充说，许多标准机柜制造商提供在线计算程序，以帮助确定冷却组件的尺寸，包括风扇，热交换器和空调，“使其比以往任何时候都更容易正确设计外壳。”
