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漲知(zhī)識 | 變頻(pín)器出現漏電問(wèn)題(tí)分(fēn)析

更(gēng)新時間:2023-05-09 點擊量:1763

有(yǒu)的(dí)現場使(shǐ)用(yòng)變(biàn)頻器控製(zhì)電機會(huì)出(chū)現(xiàn)漏電問題,漏(lòu)電(diàn)電壓(yā)有(yǒu)幾十伏(fú)到(dào)200伏不(bù)等,在(zài)這裏(lǐ)針對此(cǐ)故(gù)障(zhàng)的原(yuán)因進(jìn)行理論的分析。我(wǒ)們(mén)都知(zhī)道電(diàn)動(dòng)機的三相(xiāng)定子繞組流(liú)過電流產(chǎn)生旋轉磁(cí)場(cháng),根據(jù)磁(cí)電感應的原(yuán)理,電(diàn)動機(jī)的外殼(ké)就會(huì)產(chǎn)生感應電(diàn)動(dòng)勢(shì),此電(diàn)動勢的大(dà)小(xiǎo)就取(qǔ)決(jué)於變頻器IGBT的(dí)開關(guān)頻(pín)率(shuài)的(dí)大小(xiǎo),由(yóu)於(yú)高性能的(dí)控(kòng)製(zhì)要求(qiú)高的開關頻率(shuài),其(qí)開關速度(dù)很快,則(zé)DV/DT偏(piān)大,同(tóng)時(shí)這(zhè)個(gè)感應電動勢就(jiù)偏(piān)大(dà),人(rén)觸摸(mō)上(shàng)就(jiù)有(yǒu)電(diàn)擊(jī)的感覺。理論上IGBT的(dí)開關速(sù)度越(yuè)快,電(diàn)機外殼(ké)上的(dí)感(gǎn)應電動(dòng)勢(shì)就越高(gāo),而變頻器(qì)對電(diàn)機的(dí)控(kòng)製(zhì)精度和(hé)響應就(jiù)越(yuè)高,人觸(chù)摸之(zhī)後被電(diàn)的(dí)感覺就越高,反(fǎn)之,IGBT的開關頻率慢(màn),感應(yīng)電就小,人(rén)觸(chù)摸的(dí)感覺(jué)就(jiù)小,所以國內的(dí)低(dī)端(duān)變(biàn)頻器設(shè)計(jì)的(dí)開關頻率偏低,控製電(diàn)機(jī)後感(gǎn)應電小(xiǎo),人摸上沒啥感(gǎn)覺(jué),但其控製性較差,動(dòng)態響應(yīng)較慢。


有(yǒu)的(dí)現場使(shǐ)用變(biàn)頻器(qì)控製電(diàn)機會出現漏電問題(tí),漏電(diàn)電壓(yā)有幾(jī)十伏到200伏不(bù)等(děng),在(zài)這裏針(zhēn)對此(cǐ)故障的原(yuán)因(yīn)進(jìn)行(háng)理論(lùn)的(dí)分析。我們(mén)都(dū)知(zhī)道電動(dòng)機(jī)的三相(xiāng)定(dìng)子繞(rào)組流過(guò)電(diàn)流產生(shēng)旋轉磁(cí)場,根據(jù)磁電(diàn)感(gǎn)應的(dí)原理(lǐ),電動(dòng)機的(dí)外殼就(jiù)會產生感應(yīng)電動(dòng)勢,此(cǐ)電動勢的大(dà)小就取(qǔ)決(jué)於變頻(pín)器IGBT的開關頻率(shuài)的(dí)大小,由於高性能的控製要求(qiú)高的開關(guān)頻率(shuài),其開(kāi)關(guān)速度很快,則DV/DT偏大(dà),同時(shí)這個感應電動(dòng)勢(shì)就(jiù)偏大(dà),人觸摸上就有電擊(jī)的感覺。理(lǐ)論(lùn)上IGBT的開關(guān)速度(dù)越(yuè)快,電機(jī)外殼(ké)上的(dí)感(gǎn)應電動勢(shì)就越高,而變(biàn)頻器對(duì)電機(jī)的控製精度(dù)和(hé)響應就越高,人(rén)觸摸(mō)之後被電的(dí)感(gǎn)覺(jué)就越高,反之,IGBT的(dí)開(kāi)關頻(pín)率(shuài)慢,感應(yīng)電(diàn)就小,人(rén)觸摸(mō)的感(gǎn)覺(jué)就小(xiǎo),所以國(guó)內的低端(duān)變(biàn)頻器(qì)設計的(dí)開(kāi)關(guān)頻(pín)率(shuài)偏低,控製電機後感應(yīng)電小(xiǎo),人(rén)摸上沒(méi)啥(shá)感覺,但其(qí)控製性較差,動(dòng)態(tài)響(xiǎng)應(yīng)較慢(màn)。

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變頻(pín)器(qì)輸出是以(yǐ)PWM(脈寬調製(zhì),類(lèi)似高(gāo)速(sù)開關)方式控製,因此會(huì)發(fā)生高頻(pín)率(shuài)的漏電(diàn)電(diàn)流。下(xià)列(liè)各因素才(cái)能決定(dìng)係(xì)統(tǒng)漏(lòu)電電(diàn)流(liú)之(zhī)大小(xiǎo),並選定(dìng)適(shì)當(dāng)的漏(lòu)電斷路開關(guān)及必要(yào)措施來改(gǎi)善(shàn)送(sòng)電後漏(lòu)電(diàn)斷路器(qì)跳脫(tuō)之現象。首先(xiān),變(biàn)頻(pín)器,前級供(gōng)電變(biàn)壓器(qì),電(diàn)動(dòng)機三(sān)個傳(chuán)動(dòng)設備的PE點(diǎn)一(yī)定要連在(zài)一起(qǐ)後,再統(tǒng)一(yī)去接地(dì)。

變頻器(qì)是(shì)高頻(pín)方波電壓(yā)輸出(chū),由於在電(diàn)機(jī)內部綫圈與電機(jī)外殼之間有(yǒu)等(děng)效電容存(cún)在(zài),從而產(chǎn)生泄(xiè)漏(lòu)電流(liú)。如(rú)果(guǒ)不接地或(huò)接地不良,就會(huì)有(yǒu)漏電(diàn)現象。

影響(xiǎng)漏(lòu)電(diàn)電(diàn)流(liú)大小之因素有:

(1)電纜(lǎn)綫(xiàn)的漏電電流(有二部分)

漏電(diàn)斷(duàn)路(lù)開(kāi)關(guān),濾波器(qì)的電纜綫(xiàn)長之漏電電(diàn)流(liú)。變(biàn)頻(pín)器(qì),馬(mǎ)達的(dí)電纜綫(xiàn)長(cháng)之漏電(diàn)電流(liú)。

(2)濾波器(qì)的(dí)漏電電(diàn)流(liú) (包含變(biàn)頻(pín)器在(zài)內(nèi))。

(3)馬(mǎ)達的漏電(diàn)電流(liú)。

有(yǒu)的現場使用變(biàn)頻(pín)器控(kòng)製電機,會(huì)出現(xiàn)漏電問(wèn)題(tí),漏電電壓(yā)有幾(jī)十(shí)伏到二(èr)百(bǎi)伏電壓(yā)不等。針(zhēn)對這(zhè)個問(wèn)題(tí),特(tè)對(duì)此(cǐ)種現象(xiàng)產生的(dí)原因(yīn)進行分析(xī)如下:

三相電(diàn)源(yuán)經(jīng)過(guò)變(biàn)頻(pín)器整(zhěng)流橋(qiáo)整(zhěng)流之(zhī)後(hòu),經(jīng)電(diàn)容(róng)濾波送到逆(nì)變橋(qiáo)(IGBT),再(zài)經過(guò)逆(nì)變橋輸出頻率,電壓可調(tiáo)的三 相(xiāng)交(jiāo)流(liú)電(diàn)去(qù)控(kòng)製電機(jī)的(dí)運(yùn)行。

三相互(hù)差120度的交流電在電動(dòng)機的三(sān)相(xiāng)定子綫圈繞組裏流過(guò),產生旋(xuán)轉(zhuǎn)磁場(cháng),使電動(dòng)機(jī)的(dí)轉(zhuǎn)子(zǐ)在(zài)定子繞組旋轉磁場(cháng)的(dí)作用下自動旋轉(zhuǎn)起來。

電動機的三(sān)相(xiāng)定子(zǐ)繞組流(liú)過(guò)電(diàn)流(liú)之後產生(shēng)了(liǎo)旋轉磁場,而根(gēn)據電(diàn)磁(cí)感應(yīng)的(dí)原(yuán)理,電動機的外殼就會(huì)產生(shēng)感(gǎn)應電(diàn)動勢。此(cǐ)感(gǎn)應(yīng)電(diàn)動(dòng)勢的大(dà)小(xiǎo),就(jiù)取決(jué)於變頻器IGBT的(dí)開(kāi)關(guān)頻(pín)率(shuài)的(dí)大(dà)小(xiǎo)和(hé)C×DV/DT(與IGBT的(dí)開關(guān)的(dí)速(sù)度有關)。如(rú)果(guǒ)這個(gè)感應電(diàn)動勢較大,那麼人(rén)觸摸到就會(huì)感(gǎn)覺(jué)被(bèi)電(diàn)擊一樣(yàng)。理論上IGBT的開關頻(pín)率越(yuè)高,電(diàn)機(jī)外(wài)殼的感(gǎn)應電動勢(shì)的有效值(zhí)(即(jí)感應電壓)就(jiù)越高(gāo),而變頻器(qì)對電(diàn)機的控製精(jīng)度和動態(tài)響應(yīng)也(yě)就越(yuè)高(gāo),人體觸(chù)摸之(zhī)後被(bèi)電的感覺(jué)就(jiù)越(yuè)大;反(fǎn)之,IGBT的開(kāi)關(guān)頻率越低,電機外殼(ké)的(dí)感(gǎn)應動勢(shì)的有效(xiào)值(zhí)(感應電(diàn)壓)就(jiù)越低,而從(cóng)體觸(chù)摸到之(zhī)後被(bèi)電的感(gǎn)覺(jué)就越小。

由於異(yì)步(bù)電動(dòng)機運轉(zhuǎn),電機(jī)外(wài)殼都會有(yǒu)感(gǎn)應(yīng)電壓(yā)(即所謂的(dí)漏電),所以,電機製造(zào)廠(chǎng)才會(huì)在(zài)電動(dòng)機出廠的時(shí)候,在(zài)其接綫盒(hé)裏麵安上接地端(duān)子,方(fāng)便(biàn)用(yòng)戶在(zài)應(yīng)用時 連(lián)接大(dà)地以(yǐ)消(xiāo)除(chú)其感(gǎn)應電動勢(shì)(即消除感應(yīng)漏(lòu)電(diàn)電壓(yā)),以(yǐ)解(jiě)決人(rén)體接觸(chù)電動機時被(bèi)電的(dí)感(gǎn)覺。

工頻運(yùn)行電(diàn)機(jī)時,工頻(pín)的(dí)開關頻(pín)率約為(wéi)50HZ,很低(dī),所以(yǐ)一般情(qíng)況下幾乎(hū)不會(huì)有漏(lòu)電(diàn)的感覺(jué)(除(chú)非電(diàn)機絕(jué)緣很差(chà))。而(ér)變(biàn)頻(pín)器(qì)控(kòng)製(zhì)時(shí),由於其(qí)開關頻(pín)率都比工頻頻率高(gāo)得(dé)多(duō),所以(yǐ)變頻器(qì)在控製電動(dòng)機轉動時,電(diàn)機外殼就(jiù)會(huì)有漏電的感覺。


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