漏电问题的产生原因
根据现场的不同,如果用变频器控制电动机,会发生漏电问题,漏电电压有几十伏到200伏的电压不同。对于这个问题,在此特别对该故障的发生原因进行理论分析和说明。
由于电动机的运转而产生的感应电流可以通过电动机和逆变器的接地线、逆变器和电源之间的接地线形成电路,电动机的接地、逆变器的接地和电源的接地(即大地)都处于同等的电位,它们之间的电位差为0伏特电压。这样,人体站在大地上(也是电源地)旋转的电动壳体、机械设备的壳体(一般设备的壳体大幅连接)、逆变器的壳体全部没有接受电力的感觉,它们之间的电位差(电压差)为0伏特,人体是否也有电力
电动机的三相定子线圈中流过电流时会产生旋转磁场,根据电磁感应的原理,已知在电动机的壳体中会产生感应电动势。该感应电动势的大小依赖于逆变器IGBT的开关频率的大小和DV/DT(与IGBT的开关速度有关),对于高性能的控制要求高开关频率,如果该开关速度的要求快,则DV/DT变大。这个感应电动势大的话,人一接触就会感觉到触电的感觉。
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当电动机的接地线不能与逆变器的接地端子连接,电源的接地线也不能与逆变器的接地、机械设备的壳体或电气的接地端子连接时,电动机的壳体、逆变器的外壳、电源的接地(即大地)不是同等电位。在这种情况下,由于电动机的运转而产生的感应电压为100V,电动机与机械设备的一部分框架一起,电源的接地线没有被吸引到配电室,人体的电等效模型在理论上是可能的相当于约2K欧姆的电阻(人体出汗或湿润时电阻值小,有时只有几十欧姆)。
由于异步电动机的运转,电动机壳体上有感应电压(所谓漏电),电动机制造商在电动机出厂时,在其端子箱中安装接地端子,用户在应用时连接大地以消除感应电动势(消除感应漏电电压),人体接触电动机时当然,在以商用频率运转电动机的情况下,商用频率的开关频率低至约50HZ,一般几乎没有漏电感(电动机的绝缘差的情况除外)。另一方面,在逆变器控制时,由于其开关频率都远远高于作业频率,逆变器在控制电动机的旋转时,电动机壳体有漏电感。