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變頻器控制電機漏電原因及措施
發(fā)布時間:2014-09-27 02:12:48瀏覽次數(shù):1972使用變頻器控制電機會出現(xiàn)漏電問題,漏電電壓有幾十伏到200伏不等,本文針對變頻器控制電機漏電故障的原因進行理論的分析和說明。
漏電問題產(chǎn)生的原因
我們都知道電動機的三相定子繞組流過電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,根據(jù)磁電感應(yīng)的原理,電動機的外殼就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,此電動勢的大小就取決于變頻器IGBT的開關(guān)頻率的大小,由于高性能的控制要求高的開關(guān)頻率,其開關(guān)速度很快,則DV/DT偏大,同時這個感應(yīng)電動勢就偏大,人觸摸上就有電擊的感覺。理論上IGBT的開關(guān)速度越快,電機外殼上的感應(yīng)電動勢就越高,而變頻器對電機的控制精度和響應(yīng)就越高,人觸摸之后被電的感覺就越高,反之,IGBT的開關(guān)頻率慢,感應(yīng)電就小,人觸摸的感覺就小,所以國內(nèi)的低端變頻器設(shè)計的開關(guān)頻率偏低,控制電機后感應(yīng)電小,人摸上沒啥感覺,但其控制性較差,動態(tài)響應(yīng)較慢。
漏電問題的解決方案
為了避免這個問題的發(fā)生,在硬件設(shè)計的時候,就加入了感應(yīng)電浪涌濾波器電路,并將浪涌濾波器的接地端于變頻器的外殼相連,同時在變頻器的配線說明中,要求將電機的接地端同變頻器的接地B相連,將輸入電源的地(大地)同變頻器的接地A相連,從而使電機的感應(yīng)電通過電機與變頻器的接地和變頻器與電源的接地線形成回路,使電機的地變頻器的地和電源的地在同一電位上,他們之間的電位差是為0伏電壓,這樣人站在大地上面接觸到電機的外殼、設(shè)備的機架、變頻器的外殼就不會有被電的感覺了。
但是有些工廠內(nèi)為了配線方便,高壓配電房內(nèi)沒有把地線拉入車間,甚至錯誤的認為大地就是地線,這種想法是錯誤的,大家不妨想一想,如果大地可以當(dāng)?shù)鼐€,那我們?nèi)粘I钪泻伪乩璑線盒地線呢?發(fā)電站里的N線也是和地線連在一起的啊?我們不用拉N線盒地線不是省很多電線嗎?為啥浪費人力、物力、時間呢?然而現(xiàn)實中有很多工廠沒有拉電源地線的,設(shè)備沒法找到接地點,而電機在使用中卻有感應(yīng)漏電的情況,遇到這種情況,我們提供兩種方案:
方案1:電機、變頻器、機架三個電線連在一起之后,使他們處于同一電位,并經(jīng)過變頻器內(nèi)部的浪涌吸收、泄放,使感應(yīng)電壓大大減小,這樣不至于讓人又觸電的感覺,也就是說沒有地線也沒有關(guān)系,只要就幾個的地連在一起就好了,這樣變頻器內(nèi)部的浪涌濾波器才起作用到作用。
方案2:一般情況下經(jīng)過方案1的處理,不至于會有電人的現(xiàn)象,但由于特殊的原因,感應(yīng)電壓還是比較高,還可以電人,那就在方案1的前提下再在變頻器的輸入電源端增加一個感應(yīng)電浪涌濾波器。
并將感應(yīng)電浪涌濾波器的地與電動機的地、變頻器的地接在一起讓感應(yīng)電浪涌濾波器再一次對電機的感應(yīng)電進行吸收和泄放,進一步減小感應(yīng)電壓,達到防止漏電電人的目前的。增加的感應(yīng)電浪涌濾波器的電路原理與變頻器內(nèi)部的浪涌濾波電路是一樣的,是由于體積太大,沒法設(shè)計安裝在變頻器內(nèi)部電路里面,因此做成外接方式。
我們曾經(jīng)過大量的實驗證明,通過方案二這種接法的現(xiàn)場整改,在沒有接電源的地線的應(yīng)用場合下,都能將電動機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓減小到20V以下,確保現(xiàn)場操作人員的安全,不會再有被漏電電人的感覺。但是,方案二中如果接有電源線的地線,那么也就不用外接感應(yīng)電浪涌濾波器都可以了。
另外,如果現(xiàn)場是有多臺變頻器控制電動機運轉(zhuǎn)時,且不方便安裝多個感應(yīng)電浪涌濾波器的,并不一定是要求每臺變頻器都配一下感應(yīng)電浪涌濾波器,也可以只接一個或兩個感應(yīng)電浪涌濾波器,并將濾波器的接地端與現(xiàn)場幾臺變頻器的接地端、現(xiàn)場電動機的接地端、設(shè)備機架接在一起,如圖5所示:由于每臺變頻器內(nèi)部都有感應(yīng)電浪涌濾波器電路,但如果電機的接地線沒有接回到變頻器的接地端子去的話,感應(yīng)電浪涌濾波器也就不起作用了,所以現(xiàn)場應(yīng)用中電動機的接地端一定要與變頻器的接地端接到一起。
當(dāng)然有些設(shè)備在某些場合電機不接地線也不會有漏電的感覺,這與本文前面所說的大地雖然也是屬于導(dǎo)體,但大地畢竟是有阻值的,而且根據(jù)不同的土地的土壤成份,阻值也大小不一原理是一樣的。但是按照正確的用電安全規(guī)范,是要求電機良好接地的,但條件不允許(如沒有電源接地端)的,電動機的地、電柜外殼與變頻器的地總可以接在一起的。
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