工業大風扇變頻器頻繁跳閘原因及解決辦法

有部分客戶反饋：變頻器的輸入電路中配置漏電保護器，會在啟動或運行變頻器時出現跳閘。大部分人在多次檢查后并未找到故障成因，就會認為是變頻器有問題，但事實并非如此。本文將根據源試驗的設計原則分析此問題，并提出相應的解決方案。

一、漏電保護開關的工作原理

漏電保護開關是一種電橋安全裝置。將漏電保護器安裝在低壓電路中，當發生漏電和觸電時，且達到保護器所限定的動作電流值時，就立即在限定的時間內自動斷開電源進行保護。

主要分為三個部分：檢測元件、中間放大機構和執行機構。

檢測元件：這一部分，有點像一個零序電流互感器。主要組成部分是一個纏滿電線的鐵環(線圈)，零線和火線從線圈中穿過。這個線圈就是用來監測電流的。

正常情況下，線圈里的一根零線和一根火線，二者內部的電流方向應該是相反的，且電流大小相同。如果電路中發生漏電，那么電流就會泄漏出去一部分，（此時電流變壓器的總和不為零，稱為漏電流）此時再進行檢測，檢測元件就會將這一信號傳遞給中間環節。

中間放大機構：中間環節包括放大器、比較器和脫扣器。一旦接收到檢測元件傳來的漏電信號，中間環節就會經過放大，傳遞信號給執行機構。

執行機構：該機構，是由一塊電磁鐵和一個杠桿組成。當中間環節將漏電信號放大后，電磁鐵通電，產生磁力，將杠桿吸落下來，完成跳閘動作。

二、使用變頻器對地漏電流的產生原因分析

普通電機的繞組和機殼之間存在著較大的分布電容，在電網供電的情況下，電源線上只有50Hz的工頻電壓，由于頻率很低，通過分布電容的漏電流很小。但在用變頻器驅動電機時，由于變頻器輸出的是幾kHz的PWM(高頻脈寬調制）的電壓波形，輸出電壓是在0V到530V之間快速跳變的脈動電壓，該脈動電壓產生諧波，這些諧波對于同樣的電機同樣的分布電容，漏電流會增大百倍以上，因此容易發生一運行變頻，漏電開關就跳閘現象。

變頻器輸入端安規電容的作用

輸入端安規電容的作用主要是減小變頻器內部對外部電網的干擾影響，由于有幾組的電容保護，變頻器可以承受較大的來自電網的電壓突波，比如雷擊等，而不至于損壞。由于變頻器中安規電容取值很小（4700PF），對于工頻的阻抗很大（1.4M），對漏電流的貢獻很小（每相約0.15mA ,且三相平衡時基波漏電流之和為零）。但如果電網中的電壓諧波很高時，電網灌入變頻器的漏電流就會明顯加大，且三相不會抵消，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。因此容易發生漏電開關一合閘就會跳閘現象。

上述漏電流可能會遠遠大于50mA，而實際的具體數據，將與以下幾個因素有關：

1、電機電纜線的長度

2、電機電纜線是否有屏蔽

3、變頻器的調制頻率

4、是否使用無線電射頻干擾（RFI）濾波器

三、減小漏電流的方法

  ①降低載波頻率： 載波頻率越高，漏電流越大，漏電流的有效值與頻率約為開方關系。

  ②提高輸出頻率： 當輸出頻率很高時，漏電流不大，但是當零頻率相鄰時，變頻器三相輸出的漏電流是疊加關系，并且漏電流的有效值變大。

  ③提高輸出電抗器： 在變頻器U/V/W輸出端加電抗器，提高了負載的高頻阻抗，可以減小漏電流。

四、工業大風扇變頻器漏電保護的解決方案

①電線的電線截面為2平或高于正常地。為了滿足EN50178安全標準，使用斷路器，諸如接地、等電位等措施來解決泄漏問題時，須確保變頻器可靠地接地，地線的電線橫截面積為2平或高于正常地，避免人身傷害。

②使用符合IEC60755或DINVDE0664-100標準的B型漏電保護開關。漏電保護開關具有電磁兼容性變頻器的特點，這就良好解決了三相整流器電氣設備的漏電保護問題。

③空開的觸發電流值大于為50mA。