【導(dǎo)讀】在基于轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，系統(tǒng)各部件會(huì)引起漏地電流，這些漏地電流的 聚積可引發(fā)RCD跳閘脫扣。鑒于此，TDK集團(tuán)最近推出了一款全新的解決方 案，該方案使用了 LeaXield EMC附加模塊，不僅可減少漏地電流，還能 顯著改善系統(tǒng)的EMC性能。
在工業(yè)安裝及樓宇管理應(yīng)用中，不同的任務(wù)需使用不同的變速驅(qū)動(dòng)器。原則上，這些驅(qū)動(dòng)都是由3相電網(wǎng)供電。一個(gè)完整 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括EMC輸入濾波器、變頻器和電機(jī)。然而，一個(gè)同樣重要但在考慮系統(tǒng)時(shí)卻經(jīng)常被忽視的元件是轉(zhuǎn)換器和 電機(jī)之間的屏蔽電纜，其長(zhǎng)度通常超過(guò)200 m。為了安全起見，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)漏電保護(hù)器（RCD） 接入電網(wǎng)。
在基于轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)中，一個(gè)重要的問(wèn)題是工作中由寄生電容耦合引起的漏地電流。這些電流不僅依賴于系統(tǒng)拓?fù)洌€ 取決于開關(guān)轉(zhuǎn)換率、頻率和幅度。在不利條件下，系統(tǒng)引起的總漏電流可能超過(guò)RCD脫扣閥值（圖1）。
圖1：RCD故障
在不利條件下，所有漏地電流的聚合可大到引發(fā)RCD跳閘脫扣。如果電機(jī)電纜過(guò)長(zhǎng)， 甚至?xí)?jīng)常發(fā)生脫扣故障。
比如，頻率小于100 Hz時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)RCD的故障閾值為30 mA；頻率超過(guò)1000 Hz時(shí)，該故障閾值增加至300 mA。一旦電機(jī) 電纜過(guò)長(zhǎng)，可致使產(chǎn)生的漏地電流超過(guò)300 mA閾值（圖2），在工業(yè)化工廠中，意外停機(jī)將會(huì)導(dǎo)致非常高昂的生產(chǎn)停工 成本。
圖2：漏地電流的頻率和幅值
頻率大于1000 Hz時(shí)，長(zhǎng)電機(jī)電纜會(huì)引起很高的漏地電流，從而導(dǎo)致RCD跳閘脫扣。
迄今為止，有兩種方式可阻止由過(guò)高的漏地電流引起的RCD跳閘脫扣： 擴(kuò)展EMC過(guò)濾
通過(guò)使用更大（通常是超大尺寸）的濾波器可降低漏地電流，特別是高頻漏電流，比如，可組合引用更有效的EMC 輸入濾波器和額外的輸出濾波器。當(dāng)然這樣做的成本也更大，并且改裝更大、額外的濾波器時(shí)必然需要更大空間等問(wèn)題。
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使用具有更高閾值的RCD
該方法具有一定的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)檫^(guò)高的漏地電流會(huì)導(dǎo)致超過(guò)50V AC的最大允許接觸電壓。此外，還有損壞系統(tǒng)元件的風(fēng)險(xiǎn)。因此，以上兩種方式都不能令人滿意，其效果也明顯遜色于使用LeaXield的解決方案。
LeaXield為消除漏地電流設(shè)置了標(biāo)桿
LeaXield 模塊正是為消除漏地電流而專門開發(fā)，該模塊連接在RCD和EMC輸入濾波器之間。
圖3：LeaXield的電路圖
放大器饋入電流至每相中，其相位角偏移至初始漏地電流的相位角180°。放大器的電源單元 （PSU） 直接從3相 電網(wǎng)中 獲取，因 此無(wú)需額外電源。
LeaXield的功能原理如圖3所示。電流變壓器位于負(fù)載側(cè)，即位于EMC濾波器的連接處。這樣可檢測(cè)3相電流，并決定來(lái) 自對(duì)應(yīng)相位差的漏地電流。該信息被饋至放大器，放大器再通過(guò)電容網(wǎng)絡(luò)將這些電流饋至3相，其相位角偏移至初始漏地 電流的相位角180°，幅度和初始漏地電流的幅度相同。這樣便消除了初始漏地電流（圖4）。LeaXield可補(bǔ)償高達(dá)1000 mA的漏地電流。
圖4：使用LeaXield消除漏地電流
明顯改善：使用LeaXield（右），過(guò)大漏電流幾乎可被完全消除（左），因而有效防止了RCD跳閘脫扣。
顯著改善EMC
使用LeaXield來(lái)降低共模電流還有一個(gè)積極的作用：對(duì)于傳導(dǎo)EMC（根據(jù)相關(guān)規(guī)則，被定義工作于150KHz～30MHz）來(lái)講，頻率在150KHz～500KHz時(shí)，能夠得到非常明顯的改善。在典型測(cè)試條件下，LeaXield可將基于轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的EMC性能從C2類提高至C1類（符合EN 61800-3）。
頻率低于150 kHz時(shí)，使用LeaXield極其有效：頻率為4 kHz時(shí)，衰減高達(dá)30 dB；頻率為10 kHz時(shí)，衰減高達(dá)40 dB；頻 率為150 kHz時(shí)，衰減可達(dá)15 dB。對(duì)于新安裝應(yīng)用，這個(gè)優(yōu)勢(shì)極其有用，因?yàn)長(zhǎng)eaXield的額外干擾抑制功能允許使用更 經(jīng)濟(jì)的EMC濾波器。LeaXield尺寸極其緊湊，僅為258 mm x 80 mm x 100 mm，是設(shè)備改裝應(yīng)用的理想之選。可輕松安裝到現(xiàn)有系統(tǒng)中，就 像安裝一顆EMC濾波器一樣簡(jiǎn)單。
