在使用
變頻器控制電機的操作現場中,可能會在某些情況下,會出現漏電問題,漏電電壓從幾十伏到200伏不等。針對這一問題,在此,從理論上分析這一故障的原因,解釋如下。

根據變頻器控制電機運行的功能框圖(圖1),三相電源經變頻器整流橋整流后,通過電容濾波送到逆變橋(IGBT),再由逆變橋輸出頻率和電壓可調的三相交流電,控制電機運行。三路互相差120度的交流電流經電機的三相定子線圈繞組,產生旋轉磁場,使電機的轉子在定子繞組旋轉磁場的作用下自動旋轉。
眾所周知,電機的三相定子繞組通過電流后產生旋轉磁場,根據電磁感應原理,電機的外殼會產生感應電動勢。這個感應電動勢的大小取決于逆變器IGBT的開關頻率和C*DV/DT(與IGBT的開關速度有關);因為高性能控制需要更高的開關頻率和更快的開關速度,所以DV/DT過大。如果這個感應電動勢很大,人摸上去會有觸電的感覺。理論上,IGBT的開關頻率越高,電機外殼感應電動勢(即感應電壓)的有效值越高,變頻器對電機的控制精度和動態響應越高,人體觸摸后帶電的感覺也越大。相反,IGBT的開關頻率越低,電機外殼感應電動勢的有效值(感應電壓)越低,被從機觸碰后帶電的感覺越小。所以國產的一些低端變頻器IGBT的開關頻率設計的比較低。控制電機運行后,電機外殼感應電壓低,但控制性能差,動態響應慢。我們公司變頻器的性能和動態響應都很好,所以我們公司變頻器IGBT的開關頻率和開關速度更高,感應電動勢也會相對更大。
由于異步電機運行時,電機外殼會有感應電壓(所謂漏電),所以電機廠家在電機出廠時會在其接線盒內安裝接地端子,方便用戶接地以消除應用時的感應電動勢(即消除感應漏電電壓),解決人接觸電機時帶電的感覺。當然,因為工頻的開關頻率在50HZ左右,很低,所以幾乎不會有漏電的感覺(除非電機絕緣很差)。而變頻器由于其開關頻率遠高于運行頻率,變頻器在控制電機轉動時,電機外殼會有漏電感。