控制柜内部发热量不断增加的原因
控制柜内部产生的热量不断增加,控制柜内部的温度也随之不断上升。
这里我们来考虑一下造成这种情况的原因。

介绍散热问题的基本知识,提供解决方法
这是一份 共24页的专业资料,深入解析因热量引发的控制柜故障,并提供行之有效的解决方案。
帮助您快速了解问题根源,找到应对之道。
热致密化
随着控制装置的性能飞速提升,半导体、电容器等电子元件的搭载数量不断增加,集成电路和多层基板也日趋多样化和小型化,散热效率却未能跟上步伐。这必然导致发热量的增加,控制装置本身也存在过热的风险。


生产设备的高速化、多轴化
为了追求效率,人们强烈要求缩短生产流程并加快生产速度。为此,需要高性能CPU。为此,必须提高内部时钟频率,进一步提高处理速度。结果,CPU的内部消耗电力进一步增加。
此外,随着生产工序的自动化、多功能化,伺服放大器、变频器的使用台数增加,使用台数也随之增加,发热量也随之增加。


设备、设施、控制柜小型化导致散热能力下降
随着电子元件和电路的小型化和高性能,不仅控制装置,而且设备本身也在小型化,控制柜本身也开始小型化,以提高空间效率。小型化控制柜会减少控制柜散发的热量,导致热量被困在内部。
盘表面积和估计盘内温度
下表将1000W的盘内发热量计算为减小盘体尺寸时的估计盘内温度。
当盘表面积 (=散热面积) 变小时,推定盘内温度也随之上升。
表面面积 (底面除外,5面) |
11m2 (2×2×0.5) |
8.75m2 (2×1.5×0.5) |
6.5m2 (2×1×0.5) |
5m2 (1.5×1×0.5) |
3.5m2 (1×1×0.5) |
---|---|---|---|---|---|
外部空气=35°C时的 推定盘内温度 |
53.2℃ | 57.9℃ | 65.8℃ | 75.0℃ | 92.1℃ |
与外界空气的温差 | +18.2℃ | +22.9℃ | +30.8℃ | +40.0℃ | +57.1℃ |
以11m 2为基准的温差 | - | +4.7℃ | +12.6℃ | +21.8℃ | +38.9℃ |
※由于计算,上述数字与实际结果不同。
一句话解说推算盘内温度上升的求法 (标准)
注)只是大致标准。可能与实际情况不同。
设备密集引起的周围温度上升和外部空气温度上升
为了在有限的空间内新建或扩建生产设施,唯一的选择是将设施彼此相邻放置,并消除浪费的空间。这会降低相邻设施周围的气流和通风效率,导致环境温度升高,进而减少控制柜的散热量,并增加控制柜内部的发热量。最近工厂里的热浪加剧了这个问题。
夏季 (6月至8月) 世界,日本和东京的平均温度偏差 (与1900年的偏差)
夏季平均气温偏差

资料来源:中暑环境手册(根据日本气象厅数据制作,5年移动平均值)
控制柜内部温度变化,散热措施不足
下图显示的是典型工厂中控制柜内部的温度变化。尽管安装了控制柜用热交换器,但控制柜内部的温度仍然比外部空气温度高15°C。
您随时都可能遇到热问题,这并不奇怪。
电源控制柜内部温度和外部空气温度的变化

测量设备:汽车零部件金属加工线(无空调)
面板散热对策:空冷式热交换器
控制柜尺寸:H = 2000、W = 1000、D = 500
储存设备:AC伺服3轴等。
测量点:面板中心1点

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