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关于防爆电动机控制电机有漏电问题的解决方案

时期:2021-01-18 15:16 点击数:
  

  
  

  一、漏电问题产生的起因
有的现场利用防爆电念头把持电机,会呈现漏电问题,漏电电压有多少十伏到二百伏电压不等。针对这个问题,在这里特对此故障产生的起因进行实际的剖析跟说明如下。
依据防爆电念头把持电机运行的功能框图(图1),三相电源经过防爆电念头整流桥整流之后,经电容滤波送到逆变桥(IGBT),再经过逆变桥输出频率、电压可调的三 相交换电去把持电机的运行。三彼此差120度的交换电在电念头的三相定子线圈绕组里流过,产生旋转磁场,使电念头的转子在定子绕组旋转磁场的作用下主动旋 转起来。
咱们都晓得,电念头的三相定子绕组流过电流之后产生了旋转磁场,而依据电磁感应的原理,电念头的外壳就会产生感应电动势。永磁同步电机把电能转换成机械能的一种设备,将电能转变为机械能。它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子。利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。此感应电动势的大小,就取决于变 频器IGBT的开关频率的大小跟C*DV/DT(与IGBT的开关的速度有关);因为高机能的把持请求较高的开关频率,其开关速度请求较快,则DV/DT 偏大。假如这个感应电动势较大,那么人触摸到就会感到被电击一样。实际上IGBT的开关频率越高,电机外壳的感应电动势的有效值(即感应电压)就越高,而 防爆电念头对电机的把持精度跟动态响应也就越高,人体触摸之后被电的感到就越大;反之,IGBT的开关频率越低,电机外壳的感应动势的有效值(感应电压)就越 低,而从体触摸到之后被电的感到就越小。所以,某些国产低真个防爆电念头IGBT的开关频率设计得较低,把持电机运行之后,电机外壳的感应电压较低,但其把持 机能较差、动态响应较慢。我司防爆电念头的机能跟动态响应都较好,因此我司防爆电念头IGBT的开关频率跟开关速度都较高,感应电动势绝对也就会大些。
因为异步电念头运行,电机外壳都会有感应电压(即所谓的漏电),所以,电机制造厂才会在电念头出厂的时候,在其接线盒里面安上接地端子,便利用户在利用时 连接大地以消除其感应电动势(即消除感应漏电电压),以解决人体接触电念头时被电的感到。当然,因为工频运行电机时,工频的开关频率约为50HZ,很低, 所以个别情况下多少乎不会有漏电的感到(除非电机绝缘很差)。而防爆电念头把持时,因为其开关频率都比工频频率高得多,所以防爆电念头在把持电念头转动时,电机外壳 就会有漏电的感到。

  二、漏电问题的解决计划
为了避免这个问题的产生,防爆电念头硬件在设计的时候,就加入了感应电浪涌滤波器电路(其等效电路如图1所示),并将感应浪涌滤波器的接地端与防爆电念头的外壳相 连,同时在防爆电念头的配线说明中,请求将电机的接地端与防爆电念头的接地端子B相连、将输入电源的地(即大地)与防爆电念头的接地端子A相连。
从而使得电念头运行产生的感应电流可能通过电机与防爆电念头的接地线、防爆电念头与电源之间的接地线形成回路,使得电念头的地、防爆电念头的地与电源的地(即大地)都 处于等同的电位上,它们之间的电位差为0伏电压。永磁同步电机把电能转换成机械能的一种设备,将电能转变为机械能。它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子。利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。这样,人体站在大地上面(也是电源的地)接触到旋转的电动的外壳、机械设备的机架(个别设备的机架是与大 地连接在一起的)、防爆电念头的外壳就都不会有被电的感到了,因为它们之间的电位差(电压差)为0伏,人体也就没法感到出来是否有电了。
当电念头的地线未能与防爆电念头的接地端连接在一起,而电源的地线也不与防爆电念头的地、机械设备的外壳或者电的接地端接在一起的时候,电机的外壳、防爆电念头的外 壳、电源的地(即大地)就不是处于等同电位了。假如在这种情况下,电念头运行产生的感应电压为100V,电念头又与机械设备的某局部机架在一起,因为电源 的地线在配电房不拉过来,而人体的电气等效模型实际上可能等同于一个约2K欧姆的电阻(假如人体出汗、湿润时电阻值更小,有时甚至只有多少十欧姆),人体 站在大地上触摸到与电念头相连的设备金属时,电念头的感应电(如100V)就能过人体向大地进行放电,那么人体就会有电流流过,就会有被电的感到。诚然, 实际上电机外壳与机械设备的机架是连接的,而设备的机架又是装在大地上的,按理说人站在大地上触摸到设备机架应当是不会被感应电触电到的,然而,别忘了大 地诚然也是属于导体,但大地究竟是有阻值的,而且依据不同的土地的泥土成份,阻值也大小不一。否则,为什么国度供电局会请求每个变电站变压器的接地线、每 个企业配电房的接地电阻请求小于4欧姆?为什么假如变电站或者高压配电房的接地电阻不小于4欧姆就不给审批,不容许用电?切实就是这个情理。人与设备有距 离就会有感应电压,人体触摸到设备时就会有电流流过人体,就会有被电的感到,只是感应电的大小,决定人被电的感到大小也不一样。
然而,有些工厂内部为了配线便利,高压配电房里面的地线基本就不拉到生产车间里面,甚至错误的认为大地就是地线了,为什么要拉地线呢?不是多此一举吗? 这种主意就是错误的了,大家不防想想,假如大地可能当作地线,那么咱们日常生活中所有的电线又何必要拉N线跟地线呢?发电站里面的N线切实与地线也是连接 在一起的呀?咱们不必拉地线跟N线不是可能节俭很大电缆、电线了吗?为何要去做这种又挥霍人力、又挥霍物力、挥霍时光、还挥霍钱财的工作呢?
然而,事实中却确实有些工厂不拉电源地线的,设备没法找到接地点,而电机在利用中却又有感应漏电的情况,碰到这种情况怎么办?在此,咱们提出两种计划如下:
计划一:将电机外壳的接地端、机械设备的机架与防爆电念头接地端连接在一起(如图3)。
电机、防爆电念头、机架三个的地线连接在一起之后,使它们处于等同的电位,并且经过防爆电念头内部的感应浪涌滤波器电路进行接收、泄放,使感应电压大大减小,从而 电念头旋转产生的感应电绝对电源的地(即大地)的电压也大大的减小,从而,不至于使人触摸之后会有被电的感到。也就是说不电源地线也不关联,只有将 电机的地、防爆电念头的地跟机架连接在一起就好了,这样防爆电念头内部的感应电浪涌滤波器才会起到真正的作用。
计划二:个别情况下,通过计划一处理之后,电念头旋转产生的感应电压已经是很小了,已经不至于会漏电电人的,然而因为某些特别起因(如:电念头绝缘不好、电器柜在装电器时全部不接地等),感应电压还是较高,还会有漏电电人的感到时,提出了计划二。
计划二是在计划一的前提下,再在防爆电念头输入电源端增加一个感应电浪涌滤波器。
并将感应电浪涌滤波器的地与电念头的地、防爆电念头的地接在一起(如图4中的红色线所示),让感应电浪涌滤波器再一次对电机的感应电进行接收跟泄放,进一步减 小感应电压,达到避免漏电电人的目前的。永磁电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。 电机在电路中是用字母M表示,它的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源,发电机在电路中用字母G表示,它的主要作用是利用机械能转化为电能。增加的感应电浪涌滤波器的电路原理与防爆电念头内部的浪涌滤波电路是一样的,是因为体积太大,没法设计装置在防爆电念头内 部电路里面,因此做成外接方法。
咱们曾经过大量的实验证明,通过计划二这种接法的现场整改,在不接电源的地线的利用处合下,都能将电念头运行产生的感应电压减小到20V以下,确保现场 操作人员的保险,不会再有被漏电电人的感到。然而,计划二中假如接有电源线的地线,那么也就不必外接感应电浪涌滤波器都可能了。
另外,假如现场是有多台防爆电念头把持电念头运行时,且不便利装置多个感应电浪涌滤波器的,并不一定是请求每台防爆电念头都配一下感应电浪涌滤波器,也可能只接一 个或两个感应电浪涌滤波器,并将滤波器的接地端与现场多少台防爆电念头的接地端、现场电念头的接地端、设备机架接在一起,如图5所示:
因为每台防爆电念头内部都有感应电浪涌滤波器电路,但假如电机的接地线不接回到防爆电念头的接地端子去的话,感应电浪涌滤波器也就不起作用了,所以现场利用中电 念头的接地端一定要与防爆电念头的接地端接到一起。当然有些设备在某些场合电机不接地线也不会有漏电的感到,这与本文前面所说的“大地诚然也是属于导体,但大 地究竟是有阻值的,而且依据不同的土地的泥土成份,阻值也大小不一”原理是一样的。然而依照正确的用电保险标准,是请求电机良好接地的,但前提不容许(如 不电源接地端)的,电念头的地、电柜外壳与防爆电念头的地总可能接在一起的。

  
  
  

  
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