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讓我們了解西門子變頻器控制電機(jī)漏電故障原因和解決措施
讓我們了解西門子變頻器控制電機(jī)漏電故障原因和解決措施
使用變頻器控制電機(jī)會出現(xiàn)漏電問題，漏電電壓有幾十伏到200伏不等，本文針對西門子變頻器控制電機(jī)漏電故障的原因進(jìn)行理論的分析和說明。
西門子變頻器控制電機(jī)漏電問題產(chǎn)生的原因
電動機(jī)的三相定子繞組流過產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，根據(jù)磁電感應(yīng)的原理，電動機(jī)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(jī)外殼上的感應(yīng)電動勢就越高，而變頻器對電機(jī)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(jī)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。
西門子變頻器控制電機(jī)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(jī)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(jī)的感應(yīng)電通過電機(jī)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(jī)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(jī)的外殼、設(shè)備的機(jī)架、變頻器的外殼就不會有被電的感覺了。
有些為了配線方便，高壓配電房內(nèi)沒有把地線拉入車間，甚至錯誤的認(rèn)為大地就是地線，這種想法是錯誤的，遇到這種情況，我們提供兩種方案：
方案1：電機(jī)、變頻器、機(jī)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(jī)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(jī)的感應(yīng)電進(jìn)行吸收和泄放，進(jìn)一步減小感應(yīng)電壓，達(dá)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(jī)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。
方案2：如果現(xiàn)場是有多臺變頻器控制電動機(jī)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(jī)的接地端、設(shè)備機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)良好接地的，但條件不允許(如沒有電源接地端)的，電動機(jī)的地、電柜外殼與變頻器的地總可以接在一起的。
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