变频驱动系统漏电流分析与抑制方法

变频驱动系统漏电流分析与抑制方法

冷慧玲刘强

关键词：变频器漏电流抑制

变频器广泛应用于工业控制的各个领域中，如空调设备、电梯、供水、机床等,具有节能、可靠、高效、经济的特性。近年来，变频器的售价不断下降，而其使用功能却不断提升和扩大。变频器保证了调节精度，减轻了工人的劳动强度，提高了经济效益，但随之也暴露了一些问题。

变频器的工作原理决定了它会产生一定的干扰，变频驱动的漏电流一般都较大，在变频器的前端安装漏电保护装置，经常会出现漏电保护跳闸的现象，严重影响系统的工作，相信很多操作人员都遇到过这个问题。本文对变频器漏电流进行了理论分析和实验研究，得到了有效改善变频驱动系统漏电的方法。

1变频驱动系统漏电流产生原因分析

变频控制方法采用的是通过高速开关脉冲调制PWM来变频输出电压波形从而达到控制电动机的目的。变频驱动系统漏电流产生的原因非常复杂，主要原因是由于频率和电压的急剧变化，在变频器输出侧电缆会产生对地电容、线间电容，电动机也会产生对地电容，变频器内部的安规电容也是漏电流产生的原因之一。漏电流产生途径如图1所示。

图2变频器调制输出波形

1）变频器与电机之间连接电缆的分布电容。分布电容主要包括对地电容，线间电容。此电容与电缆的长度、截面积等有关，与连接电缆长度成正比，截面积成反比。所以变频器与电机的连接电缆长度应尽可能短（一般为30m以内，各个厂家要求有所不同），线缆截面积应尽可能粗。

2）变频器安规电容。安规电容为变频器内部部件，对电源共模、差模干扰起滤波作用，一方面可消除电网的噪声干扰，另一方面可以改善变频器的高次谐波对电网的影响。安规电容在充电过程中会产生较大的短暂漏电流，比如在电源接通的瞬间。

2.试验分析

为了找出减小漏电流最有效的方法，进行了以下试验分析。

2.1试验设计

试验对象：某国产变频器1台，型号G5M-2.2T4-1A，电压380VAC，功率2.2Kw；0.75Kw电机1台。检测设备：Fluke360交流泄露电流钳形表。

试验线路设计如下图所示，电源为三相三线制，主回路中串接断路器，漏电流钳形表，变频器及电机。变频器及电机地线接地。

由上表可知，采用隔离变压器能极大改善漏电流过大的情况。

根据试验，得出以下抑制漏电流的方法：

1）降低载波频率能有效降低漏电流。但同时也发现载波频率越低，电机噪音越大，变频器发热量越小。所以也不能一味的降低载波频率，需根据实际使用工况来定；

2.）绝缘性能好电机的电机漏电流更小；

3）在满足工况的前提下，应尽量缩短电机供电电缆长度；

4）在满足工况的前提下，应尽量增大电机供电电缆线芯截面积；

5）采用隔离变压器能极大改善漏电流过大的情况。

3.结语

变频技术在实际应用中取得的效果和效益是目共睹的，采用变频技术是节能降耗，保证工艺的有效途径。但由于变频器本身的技术特点，输出信号中存在高次谐波，漏电流就不可避免。目前，还没有从根本上解决此问题的办法，以上的分析与探讨是基于现状的一些研究，仅供相关技术人员参考。

参考文献：

[1]温海山李文，变频器应用的中的干扰及其抑制方法分析，河北省冶金学会2008年炼钢连铸技术与学术交流会论文集，2008

[2]胡宏秋，变频系统漏电流分析与研究，电气传动，2013

[3]周亮，变频器应用中的干扰及抑制措施，工程设计与研究，2010