關(guān)于邁凱諾變頻器應(yīng)用中漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)跳閘處理方案

1、 關(guān)于邁凱諾變頻器應(yīng)用中漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)跳閘處理方案主題:最近,經(jīng)常有用戶(hù)反映,在變頻器輸入電路中配置漏電保護(hù)器的,但是送電后或運(yùn)行 變頻時(shí),漏電保護(hù)器經(jīng)常會(huì)跳脫,原因又找不到,許多人都認(rèn)為是變頻器品質(zhì)出了問(wèn) 題,其實(shí)這里面是有原因的,本文將根據(jù)邁凱諾變頻器的設(shè)計(jì)原理對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行深入 分析,并且提出相應(yīng)的解決方案。一、漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的工作原理如圖(一所示,漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)檢測(cè)的是輸入共模電流,也就是所說(shuō)的對(duì)地漏電流,檢 測(cè)漏電流的電流互感器是同時(shí)穿過(guò)了 R/S/T三根火線(xiàn)和零線(xiàn),在沒(méi)有漏電流的情況下,不論 接三相負(fù)載還是接單相負(fù)載, R/S/T和 N 線(xiàn)這 4根線(xiàn)中流過(guò)的電流之和總是為零。當(dāng)負(fù)載側(cè) 有對(duì)

2、地短路現(xiàn)象或者對(duì)地有較大的電容時(shí),輸出側(cè)的電流就會(huì)通過(guò)大地返回電網(wǎng),此時(shí)流過(guò) 電流互感器的電流之和不為零,這個(gè)電流就稱(chēng)之為漏電流。當(dāng)檢測(cè)到的電流大到一定程度就 會(huì)觸發(fā)保護(hù)開(kāi)關(guān)脫扣。電機(jī)負(fù)載漏電開(kāi)關(guān) KE300變頻器 市電輸入端 圖(一二、使用變頻器對(duì)地漏電流的產(chǎn)生原因分析1、 KE300變頻器應(yīng)用中為什么會(huì)產(chǎn)生較大的漏電流普通電機(jī)的繞組和機(jī)殼之間存在著較大的分布電容, 在電網(wǎng)供電的情況下, 電源線(xiàn)上只有 50Hz 的工頻電壓,由于頻率很低,通過(guò)分布電容的漏電流很小。但在用變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí), 由于變頻器輸出的是幾 kHz 的 PWM(高頻脈寬調(diào)制的電壓波形,輸出電壓是在 0V 到 530V 之

3、間快速跳變的脈動(dòng)電壓,該脈動(dòng)電壓產(chǎn)生諧波,這些諧波對(duì)于同樣的電機(jī)同樣的分布電容, 漏電流會(huì)增大百倍以上,因此容易發(fā)生一運(yùn)行變頻,漏電開(kāi)關(guān)就跳閘現(xiàn)象。 2、 KE300變頻器輸入端安規(guī)電容的作用輸入端安規(guī)電容的作用主要是減小變頻器內(nèi)部對(duì)外部電網(wǎng)的干擾影響, 由于有幾組的電 容保護(hù), KE300變頻器可以承受較大的來(lái)自電網(wǎng)的電壓突波,比如雷擊等,而不至于損壞; 由于變頻器中安規(guī)電容取值很小(2200P ,對(duì)于工頻的阻抗很大(1.4M ,對(duì)漏電流的貢 獻(xiàn)很小(每相約 0.15mA ,且三相平衡時(shí)基波漏電流之和為零 。但如果電網(wǎng)中的電壓諧波很高時(shí),電網(wǎng)灌入變頻器的漏電流就會(huì)明顯加大,且三相不會(huì) 抵消,

4、漏電流的值與電壓諧波的頻率成正比,與諧波電壓的幅值成正比。因此容易發(fā)生漏電 開(kāi)關(guān)一合閘就會(huì)跳閘現(xiàn)象。3、總結(jié)上述漏電流可能會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 50mA ,而實(shí)際的具體數(shù)據(jù),將與以下幾個(gè)因素有關(guān):3.1、電機(jī)電纜線(xiàn)的長(zhǎng)度;3.2、電機(jī)電纜線(xiàn)是否有屏蔽;3.3、變頻器的調(diào)制頻率;3.4、是否使用無(wú)線(xiàn)電射頻干擾(RFI 濾波器;3.5、電機(jī)是否接地。三、減小漏電流的方法1、載波頻率:載波頻率越高,漏電流越大,漏電流的有效值與頻率約為開(kāi)方關(guān)系。2、輸出頻率:在較高輸出頻率的情況下,漏電流與輸出頻率關(guān)系不大,但在零頻附近時(shí),由于變頻器 三相輸出的漏電流是疊加關(guān)系,漏電流的有效值會(huì)變大。3、 “零地合一”接線(xiàn)方式

5、對(duì)漏電流的影響所謂零地合一指的是將電網(wǎng)的零線(xiàn)當(dāng)作地線(xiàn)接到變頻器的 PE 端子, 由于變頻器及負(fù)載對(duì) 機(jī)殼的漏電流是通過(guò)零線(xiàn)返回電網(wǎng)的,而漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)檢測(cè)不到這部分漏電流,理論上講如 果變頻器和電機(jī)負(fù)載的機(jī)殼均不接大地(主要是電機(jī)機(jī)殼 ,則漏電流可以為零,但實(shí)際上無(wú) 法做到,只能改善減小漏電流。4、輸出電抗器的作用:在變頻器 U/V/W輸出端加電抗器 , 提高了負(fù)載的高頻阻抗,可以減小漏電流。 四、 KE300變頻器漏電保護(hù)的解決方案:變頻器一般情況不會(huì)使用漏電斷路器,一般采用接地、等電位等措施來(lái)解決漏電問(wèn)題。 但是,為了符合 EN50178安全標(biāo)準(zhǔn),必須保證變頻器可靠接地,接地線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)截面積要

6、為普 通接地線(xiàn)的 2倍或至少 10mm2以上,以免造成人身傷害。對(duì)于必須要加裝漏電保護(hù)要求的場(chǎng)合,建議采用符合 IEC60755,或 DIN VDE0664-100標(biāo) 準(zhǔn)所規(guī)定的 B 型漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)。該漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)充分考慮到了電磁兼容性變頻器的特點(diǎn),很 好地解決了具有三相整流裝置的電氣設(shè)備的漏電保護(hù)問(wèn)題。建議請(qǐng)采用完全電磁式,額定漏電動(dòng)作電流值為 200mA 以上,動(dòng)作延時(shí) 0.4-1秒左右的 漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)作 KE300變頻器的漏電保護(hù)。但不保證該漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)一定不會(huì)跳閘,如跳閘 則調(diào)整變頻器載最低波頻率和延長(zhǎng)漏電動(dòng)作時(shí)間。變頻器操作輸出側(cè)的漏電流大約為工頻操作時(shí)的 3倍多,外加電動(dòng)機(jī)等漏電流

7、,選擇漏 電保護(hù)器的動(dòng)作電流應(yīng)該大于工頻時(shí)漏電流的 10倍。 必須考慮下列各因素才能決定系統(tǒng)漏電 電流之大小, 并選定適當(dāng)?shù)穆╇姳Ｗo(hù)開(kāi)關(guān)及必要措施來(lái)改善送電后漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)跳脫之現(xiàn)象。 1、一般漏電斷路開(kāi)關(guān)之額定電流選擇計(jì)算公式如下 :I n 10× Ig1+Ign+3×(Ig2+Igm注:Ig1、 Ig2:實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電纜線(xiàn)之漏電電流。Ign:變頻器輸入側(cè)噪聲濾波器之漏電電流。Igm:實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電機(jī)之漏電電流。由上述公式之相關(guān)變動(dòng)參數(shù)得知,會(huì)影響漏電電流大小之因素有:(1.1 、電纜線(xiàn)的漏電電流 (有二部分漏電斷路開(kāi)關(guān)濾波器的電纜線(xiàn)長(zhǎng)之漏電電流。變頻器、電機(jī)的電纜線(xiàn)長(zhǎng)之漏電電

8、流。(1.2 、濾波器的漏電電流 (包含變頻器在內(nèi) 。(1.3 、馬達(dá)的漏電電流2、各部分漏電電流值 (單位:mA(2.1 、電纜線(xiàn)的漏電電流 =A×(實(shí)際電纜線(xiàn)長(zhǎng) /1000m;電纜廠商提供各線(xiàn)徑每 1000m 之漏 電電流值 A 。(2.2、濾波器的漏電電流 (包含變頻器在內(nèi) 一由供應(yīng)廠商提供。有的濾波器其漏電電流最 大值為 75mA 。 (2.3 、電機(jī)的漏電電流一電機(jī)供應(yīng)廠商提供。3、設(shè)計(jì)舉例使用變頻器的數(shù)控車(chē)床系統(tǒng)中,前端使用了漏電保護(hù),但是經(jīng)常跳脫,分析如下:變 頻 器功率 5.5KW ,漏電斷路器漏電電流 75mA 。以過(guò)去經(jīng)驗(yàn)來(lái)評(píng)估時(shí),在一切正常的情況下其中 因電纜線(xiàn)長(zhǎng)及電機(jī)本體的漏電電流影響不大, 主要影響因素有濾波器的漏電電流 (含變頻器在 內(nèi) 及負(fù)載側(cè)是否依第 3種接地 (10Q以下 施工,故建議如下: