Frekvenčné meniče a softstarters generujú v rozvádzači teplo, ktoré musí byť odvedené. Nedostatočné chladenie vedie k nadmernému zahriatiu meničov, zníženiu ich menovitého výkonu (derating) a skráteniu životnosti. Správny tepelný návrh rozvádzača je rovnako dôležitý ako výber samotného FM.
Stratový výkon frekvenčných meničov
Moderné FM majú účinnosť 97–99 %. Stratový výkon:
P_strat = P_motor × (1 – η_FM)
| Výkon FM | Typický stratový výkon |
|---|---|
| 4 kW | 80–120 W |
| 11 kW | 200–280 W |
| 22 kW | 380–480 W |
| 55 kW | 900–1 200 W |
| 110 kW | 1 600–2 200 W |
Tepelná bilancia rozvádzača
Teplota vo vnútri rozvádzača:
T_vnútro = T_okolie + P_strat / k_celk
kde k_celk je celkový súčiniteľ prestupu tepla cez steny (W/K).
Pre oceľový rozvádzač (0,5 × 0,5 × 1,8 m, plocha ~4,4 m²): k = 5,5 W/(m²·K) × 4,4 m² = 24 W/K
Pri P_strat = 800 W a T_okolie = 35 °C: T_vnútro = 35 + 800/24 = 68 °C – oveľa nad limitom FM!
Metódy chladenia
| Metóda | Chladiaci výkon | Stupeň krytia | Cena |
|---|---|---|---|
| Prirodzená konvekcia | 10–30 W/m² | IP54+ | Žiadna |
| Ventilátor + filter | 100–500 W | IP43 (s filtrom IP54) | Nízka |
| Výmenník vzduch-vzduch | 200–800 W | IP54–IP65 | Stredná |
| Výmenník vzduch-voda | 500–5 000 W | IP54–IP65 | Stredná-vysoká |
| Klimatizácia rozvádzača | 300–4 000 W | IP54–IP55 | Vysoká |
Derating FM pri zvýšenej teplote
Väčšina FM je dimenzovaná na max. 40 °C okolitú teplotu. Pri vyššej teplote je nutné znížiť menovitý prúd:
| Okolitá teplota | Faktor deratingu | Efektívny výkon (22 kW FM) |
|---|---|---|
| 40 °C | 100 % | 22 kW |
| 45 °C | 95 % | 20,9 kW |
| 50 °C | 87 % | 19,1 kW |
| 55 °C | 78 % | 17,2 kW |
Záver
Tepelný výpočet rozvádzača pred montážou je 30-minútová práca, ktorá predíde mesiacom problémov. Pravidlo: projektovať chladenie pre 10 K rezervu (T_vnútro ≤ T_max,FM – 10 K). V letnom období v neklimatizovaných halách so strojmi na Slovensku dosahuje okolná teplota 35–40 °C – aktívne chladenie je takmer vždy potrebné.