研究背景
隨著低壓交流變頻調速技術的日趨成熟和完善，通用變頻器得到了迅速廣泛的套用。但是有的時候，由於工況的特殊性，通用變頻器則顯得捉襟見肘了，比如說：煤礦井下膠帶運輸機、提升絞車、風機、刮板運輸機等需要調速的電機拖動設備，以及化學廠的部分設備，就是其中一例。防爆變頻器就是為這些比較特殊的工況而研製的。對於防爆變頻器，簡單的來講：就是一台通用變頻器裝在防爆殼裡。但是要真的把通用變頻器裝在防爆殼裡來製成的防爆變頻器，那問題就多了。
技術難點
功率器件的散熱
首先，散熱是防爆變頻器遇到最大的難題。在變頻器內部：逆變模組是發熱最多的器件，據專家詁計：它約占整個變頻器所有散熱量的一半；整流模組也是發熱相當多的，它所發的熱量約占整個變頻器的45%；而剩下的5%則是電解電容、充電電阻、均壓電阻以及印製板上的發熱元件等所發生的熱量。
熱管是一種傳熱性極好的人工構件，它利用“相變”傳熱的原理與金屬銅、鋁等實體材料和天然傳熱方式完全不同。其有效導熱性是銅、鋁等有色金屬的成百上千倍。常用的熱管由三部分組成：主體為一根封閉的金屬管，內部有少量工作介質和毛細結構，管內的空氣及其他雜物必須排除在外。熱管工作時利用了三種物理學原理:（1）在真空狀態下，液體的沸點降低；（2）同種物質的汽化潛熱比顯熱高得多；（3）多孔毛細結構對液體的抽吸力可使液體流動。與熱源靠近的一段(蒸發段)內的液體吸熱而蒸發，蒸汽攜帶汽化潛熱經空腔流向另一段(冷凝段)，汽體經管壁與外界冷媒體換熱放出潛熱而完成了傳熱任務，冷凝成液體，經毛細結構的抽吸或重力回流到蒸發段進入下一個工作循環。
熱管散熱器就是利用熱管技術對散熱器進行改進而製作出來的新品。對於雙面散熱的分立電力電子器件，風冷的全銅或全鋁散熱器的熱阻只能達到0.04℃/W。而這種熱管散熱器的熱阻達到0.01℃/W。在自然對流冷卻條件下，熱管散熱器比實體散熱器的性能可提高10倍以上。熱管散熱器可以採用自冷的方式，無需風扇，沒有噪音，免維修，安全可靠。
防爆變頻器的散熱就採用這種熱管散熱器，將功率器件安裝在散熱器的蒸發段，同時密封在防爆殼內，熱量就通過蒸發段傳到冷凝段而散發出去。
非電解電容濾波
電解電容在變頻器中是一種易損件。在通常的通用變頻器說明書中，都提到了電解電容需要4～5年更換一次。但實際工作中，由於變頻器的使用環境、使用條件以及變頻器的設計等諸多問題，導致電解電容損壞的現象屢見不鮮，何況將其安裝於防爆殼內呢？通常，電解電容的工作溫度最高是85℃，再且，電解電容長期工作在高溫下，壽命會大大減少。
電解電容等所組成的直流迴路在變頻器中所起到的作用：
（1）由於在脈寬調製過程中產生有無功功率和諧波功率。電解電容就是與整流器、逆變器交換這些無功功率和諧波功率的。
（2）與異步電動機交換無功功率。
（3）濾除由於器件高頻開關動作造成的直流電壓的紋波；
（4）當負載發生變化時，在整流器的慣性延時期間內，支撐中間迴路的電壓，將直流電壓的波動維持在限定範圍內，使其保持穩定。
由於中間迴路與兩端變流器（整流器和逆變器）之間存在著複雜的能量交換過程，人們常常通過系統仿真，按照以下準則來判斷經驗取值的正確性。這些準則包括：
（1）工作過程中，中間迴路直流電壓是穩定的，連續的，沒有間斷，峰—峰波動值不超過規定的允許值。
（2）中間迴路的損耗應保持最小。
（3）所選擇的電容器的參數不會影響整個系統的穩定性。
（4）應當成功的抑制逆變器和電機之間發生的暫態過程，保持系統穩定。
如果有一種電容，也能起到上述與電解電容相差不大的作用，又不容易損壞，發熱少，那就可以了。經過了無數次用非電解電容（無感電容）代替電解電容的實驗，結論是可行的。這種方法已申報了國家專利。
特點及套用
由於防爆變頻器具有防塵、防潮、防爆等優點，它主要用於煤礦、石油天然氣、石油化工和化學工業。此外，在紡織、冶金、城市煤氣、交通、糧油加工、造紙、醫藥等部門也可以套用。防爆變頻器通常用於驅動泵、風機、壓縮機和其他傳動機械。隨著交流調速系統的飛速發展，它也將有更廣泛的套用。
