變頻技術(shù)是應(yīng)交流電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的需要而誕生的。隨著電力電子器件的發(fā)展，變頻技術(shù)也在不斷發(fā)展。從20世紀(jì)80年代后半期開(kāi)始，美、日、德、英等發(fā)達(dá)國(guó)家的VVVF變頻器已投入市場(chǎng)并獲得了廣泛應(yīng)用。目前，變頻器已廣泛地應(yīng)用在電力、能源、冶金、礦山和石化等行業(yè)的大功率風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備中。變頻器的變頻調(diào)速功能，不僅創(chuàng)造了明顯的直接經(jīng)濟(jì)效益，而且也能帶來(lái)更大的宏觀經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

低壓通用變頻器，其主電路控制方式一般采用VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻和矩陣式交－交控制變頻等。除采用矩陣式交交控制方式的變頻器外，另三種控制方式的變頻器其電路結(jié)構(gòu)均為交-直-交變頻。其共同點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低、諧波電流大，直流電路均需要大的儲(chǔ)能電容。而矩陣式交-交變頻雖省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價(jià)格貴的電解電容器。但該技術(shù)目前尚未成熟，不能推廣應(yīng)用。因此在目前實(shí)用的變頻器中，均需使用大型鋁電解電容器來(lái)平滑變頻電路的輸入電壓。

2 變頻器對(duì)大型鋁電解電容器的技術(shù)要求

變頻器的簡(jiǎn)單工作原理圖如圖1所示。

圖1 變頻器的簡(jiǎn)單工作原理圖

圖1中示出，有兩處需用鋁電解電容器，該種大型鋁電解電容器是用于平滑濾波的，對(duì)其主要技術(shù)要求如下：

1)耐大紋波電流；

2)體積小，是一般電解電容器的2/3～3/4；

3)高壓、大容量、即高CV值；

4)長(zhǎng)壽命；

5)高可靠性和安全性。

江西信達(dá)電子公司研制成功的CDC03型螺釘結(jié)構(gòu)大型鋁電解電容器就具備上述特點(diǎn)，該產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)詳見(jiàn)表1和表2所列，外形圖如圖2所示，外形尺寸如表3所列。

圖2 外形圖及尺寸表

表1 CDC03型主要技術(shù)指標(biāo)
使用環(huán)境溫度/℃ －25～＋85
額定電壓范圍/V 400
標(biāo)稱電容量范圍/μF 1000～10000
標(biāo)稱電容量允許偏差 M(±20％)
漏電流

表2 CDC03型標(biāo)稱電容量CR、額定電壓UR、額定紋波電流Ir與外形尺寸對(duì)應(yīng)表

表3外形尺寸mm
D±1.0 50 50 75 75 80 90
L 75 100 85 102 150 157
F±0.5 22 22 32 32 35 32
　

3 影響大型鋁電解電容器耐紋波電流能力的因素

通常情況下紋波電流Ir為

式中：α為散熱系數(shù)；

Δt為電容芯包溫度與環(huán)境溫度差（溫升）；

A為電容外表面積。

從式（1）中可知，紋波電流Ir與和成正比。散熱系數(shù)α，它包括幅射散熱和對(duì)流散熱，它不僅與產(chǎn)品表面的溫度差、直徑大小、直立或橫臥有關(guān)，而且與芯包結(jié)構(gòu)、電容器內(nèi)的導(dǎo)熱情況、熱流方向、芯包固定方式等密切相關(guān)。