【導(dǎo)讀】在對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，如果產(chǎn)生漏電，就有可能對(duì)人身造成傷害。為避免這類(lèi)情況出現(xiàn)，就需要我們解決電機(jī)漏電問(wèn)題。
1、漏電問(wèn)題產(chǎn)生的原因
在有的現(xiàn)場(chǎng)使用變頻器控制電機(jī)會(huì)出現(xiàn)漏電問(wèn)題，漏電電壓有幾十伏到200伏不等，在這里針對(duì)此故障的原因進(jìn)行理論的分析和說(shuō)明如下。
我們都知道電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組流過(guò)電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，根據(jù)磁電感應(yīng)的原理，電動(dòng)機(jī)的外殼就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此電動(dòng)勢(shì)的大小就取決于變頻器IGBT的開(kāi)關(guān)頻率的大小，由于高性能的控制要求高的開(kāi)關(guān)頻率，其開(kāi)關(guān)速度很快，則DV/DT偏大，同時(shí)這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就偏大，人觸摸上就有電擊的感覺(jué)。
理論上IGBT的開(kāi)關(guān)速度越快，電機(jī)外殼上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越高，而變頻器對(duì)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(jué)就越高，反之，IGBT的開(kāi)關(guān)頻率慢，感應(yīng)電就小，人觸摸的感覺(jué)就小，所以國(guó)內(nèi)的低端變頻器設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)頻率偏低，控制電機(jī)后感應(yīng)電小，人摸上沒(méi)啥感覺(jué)，但其控制性較差，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢。
我司的變頻器性能和動(dòng)態(tài)響應(yīng)都較好，因而我司的IGBT的開(kāi)關(guān)頻率和速度都較高，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相應(yīng)會(huì)大些。因?yàn)楣ゎl運(yùn)行電機(jī)是的頻率只有50HZ，所以一邊情況下不會(huì)有漏電的感覺(jué)，而變頻控制時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率很高，電機(jī)外殼就會(huì)有漏電的感覺(jué)。
2、漏電問(wèn)題的解決方案
為了避免這個(gè)問(wèn)題的發(fā)生，在硬件設(shè)計(jì)的時(shí)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(shí)在變頻器的配線說(shuō)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(guò)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(huì)有被電的感覺(jué)了。
但是有些工廠內(nèi)為了配線方便，高壓配電房?jī)?nèi)沒(méi)有把地線拉入車(chē)間，甚至錯(cuò)誤的認(rèn)為大地就是地線，這種想法是錯(cuò)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(fèi)人力、物力、時(shí)間呢？然而現(xiàn)實(shí)中有很多工廠沒(méi)有拉電源地線的，設(shè)備沒(méi)法找到接地點(diǎn)，而電機(jī)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：將電機(jī)的接地端、機(jī)架外殼、變頻器的接地端接在一起
電機(jī)、變頻器、機(jī)架三個(gè)電線連在一起之后，使他們處于同一電位，并經(jīng)過(guò)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(jué)，也就是說(shuō)沒(méi)有地線也沒(méi)有關(guān)系，只要就幾個(gè)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(guò)方案1的處理，不至于會(huì)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(gè)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(dòng)機(jī)的地、變頻器的地接在一起(如圖4中的紅色線所示)讓感應(yīng)電浪涌濾波器再一次對(duì)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(méi)法設(shè)計(jì)安裝在變頻器內(nèi)部電路里面，因此做成外接方式。
我們?cè)?jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)方案二這種接法的現(xiàn)場(chǎng)整改，在沒(méi)有接電源的地線的應(yīng)用場(chǎng)合下，都能將電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓減小到20V以下，確保現(xiàn)場(chǎng)操作人員的安全，不會(huì)再有被漏電電人的感覺(jué)。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(chǎng)是有多臺(tái)變頻器控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，且不方便安裝多個(gè)感應(yīng)電浪涌濾波器的，并不一定是要求每臺(tái)變頻器都配一下感應(yīng)電浪涌濾波器，也可以只接一個(gè)或兩個(gè)感應(yīng)電浪涌濾波器，并將濾波器的接地端與現(xiàn)場(chǎng)幾臺(tái)變頻器的接地端、現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)機(jī)的接地端、設(shè)備機(jī)架接在一起。由于每臺(tái)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(méi)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(chǎng)應(yīng)用中電動(dòng)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(chǎng)合電機(jī)不接地線也不會(huì)有漏電的感覺(jué)，這與本文前面所說(shuō)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(méi)有電源接地端)的，電動(dòng)機(jī)的地、電柜外殼與變頻器的地總可以接在一起的。
相關(guān)閱讀：
細(xì)說(shuō)電壓、電流對(duì)步進(jìn)電機(jī)的性能影響
電機(jī)控制實(shí)時(shí)性能與效率的智能優(yōu)化方案
利用H橋驅(qū)動(dòng)較大功率直流電機(jī)的解決方案
