在使用
變頻器控制電機(jī)的操作現(xiàn)場中,可能會在某些情況下,會出現(xiàn)漏電問題,漏電電壓從幾十伏到200伏不等。針對這一問題,在此,從理論上分析這一故障的原因,解釋如下。

根據(jù)變頻器控制電機(jī)運(yùn)行的功能框圖(圖1),三相電源經(jīng)變頻器整流橋整流后,通過電容濾波送到逆變橋(IGBT),再由逆變橋輸出頻率和電壓可調(diào)的三相交流電,控制電機(jī)運(yùn)行。三路互相差120度的交流電流經(jīng)電機(jī)的三相定子線圈繞組,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,使電機(jī)的轉(zhuǎn)子在定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場的作用下自動旋轉(zhuǎn)。
眾所周知,電機(jī)的三相定子繞組通過電流后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,電機(jī)的外殼會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這個感應(yīng)電動勢的大小取決于逆變器IGBT的開關(guān)頻率和C*DV/DT(與IGBT的開關(guān)速度有關(guān));因為高性能控制需要更高的開關(guān)頻率和更快的開關(guān)速度,所以DV/DT過大。如果這個感應(yīng)電動勢很大,人摸上去會有觸電的感覺。理論上,IGBT的開關(guān)頻率越高,電機(jī)外殼感應(yīng)電動勢(即感應(yīng)電壓)的有效值越高,變頻器對電機(jī)的控制精度和動態(tài)響應(yīng)越高,人體觸摸后帶電的感覺也越大。相反,IGBT的開關(guān)頻率越低,電機(jī)外殼感應(yīng)電動勢的有效值(感應(yīng)電壓)越低,被從機(jī)觸碰后帶電的感覺越小。所以國產(chǎn)的一些低端變頻器IGBT的開關(guān)頻率設(shè)計的比較低。控制電機(jī)運(yùn)行后,電機(jī)外殼感應(yīng)電壓低,但控制性能差,動態(tài)響應(yīng)慢。我們公司變頻器的性能和動態(tài)響應(yīng)都很好,所以我們公司變頻器IGBT的開關(guān)頻率和開關(guān)速度更高,感應(yīng)電動勢也會相對更大。
由于異步電機(jī)運(yùn)行時,電機(jī)外殼會有感應(yīng)電壓(所謂漏電),所以電機(jī)廠家在電機(jī)出廠時會在其接線盒內(nèi)安裝接地端子,方便用戶接地以消除應(yīng)用時的感應(yīng)電動勢(即消除感應(yīng)漏電電壓),解決人接觸電機(jī)時帶電的感覺。當(dāng)然,因為工頻的開關(guān)頻率在50HZ左右,很低,所以幾乎不會有漏電的感覺(除非電機(jī)絕緣很差)。而變頻器由于其開關(guān)頻率遠(yuǎn)高于運(yùn)行頻率,變頻器在控制電機(jī)轉(zhuǎn)動時,電機(jī)外殼會有漏電感。