在變速驅(qū)動(dòng)器中的個(gè)別元件會(huì)產(chǎn)生漏電流，而這些漏電流的累加會(huì)導(dǎo)致RCD設(shè)備跳閘。為此，TDK推出了愛普科斯 (EPCOS)LeaXield?有源漏電流濾波器。這種新穎的解決方案可顯著降低漏電流，讓用戶能有效利用RCD設(shè)備并提高工廠的可用性。

變速驅(qū)動(dòng)器常用于在工業(yè)裝置中執(zhí)行各種任務(wù)，通常由三相電網(wǎng)供電。LeaXield有源漏電流濾波器的潛在應(yīng)用包括機(jī)床、泵、壓縮機(jī)、輸送系統(tǒng)等設(shè)備中常見的變速驅(qū)動(dòng)器以及其它可插拔設(shè)備。

一個(gè)完整的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括EMC輸入濾波器、變頻器和電機(jī)。這類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中容易被忽視但同樣重要的部件是變頻器與電機(jī)之間的屏蔽電纜，其長度通?？沙^200 m。出于安全考慮，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常采用RCD設(shè)備連接到電網(wǎng)。

運(yùn)行期間產(chǎn)生的漏電流是變速驅(qū)動(dòng)器面臨的一個(gè)重要問題，特別是變頻器產(chǎn)生的漏電流。這些漏電流的大小取決于干擾抑制電容器、對地寄生電容、B6整流電路的、以及功率半導(dǎo)體元件的開關(guān)頻率等。在許多情況下，漏電流的總和會(huì)超過RCD的跳閘閾值（圖1）。

雖然使用隔離變壓器是一種可行的技術(shù)解決方案，但受制于成本和安裝空間，有時(shí)這種解決方案不可行。不使用RCD設(shè)備的替代方案也完全不可接受，因?yàn)檫@種方案存在安全風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的潛在危險(xiǎn)和事故?？傊?，上述各種方案在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性方面都不能令人滿意。

LeaXield樹立了降低漏電流的新標(biāo)桿

愛普科斯 (EPCOS) LeaXield有源漏電流濾波器專為補(bǔ)償漏電流而開發(fā)，直接安裝在RCD設(shè)備與EMC電源濾波器之間的電路中。

LeaXield有源漏電流濾波器的電路圖如圖3所示。為測量三相電路中的剩余電流，LeaXield中集成了一個(gè)電流傳感器。通過運(yùn)算放大器，產(chǎn)生一個(gè)具有相同幅值的，相位相差180°相移電流，并通過電容耦合到各相電路中。

通過由此構(gòu)建的電流吸收器，漏電流會(huì)被反饋到系統(tǒng)中，從而能防止漏電流流過RCD并導(dǎo)致意外跳閘。

LeaXield可補(bǔ)償高達(dá)1 A的漏地電流，且適用于150 Hz至30 kHz的寬頻率范圍。在圖4中，我們將100Hz至10kHz頻率范圍內(nèi)的未濾波漏電流（紅色）與經(jīng)過愛普科斯 (EPCOS) LeaXield濾波的漏電流（綠色）進(jìn)行了比較。顯然，后者遠(yuǎn)低于RCD設(shè)備跳閘閾值，能有效防止RCD設(shè)備意外跳閘。

LeaXield尺寸緊湊，僅為270 mm x 60 mm x 119 mm，是改造現(xiàn)有系統(tǒng)的理想選擇。此外，LeaXield無需外部電源供電，安裝成本極低。

總之，LeaXield有源漏電流濾波器首次為補(bǔ)償寬頻率范圍內(nèi)的漏電流提供了一種緊湊且經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，能有效改善RCD設(shè)備效用并提高工廠可用性。

愛普科斯 (EPCOS) LeaXield有源漏電流濾波器的技術(shù)數(shù)據(jù)

 

圖 1:

多數(shù)情況下，漏地電流的總和非常大，會(huì)導(dǎo)致RCD設(shè)備意外跳閘。

圖 2:

在各頻率下的漏電流（紅色）與RCD設(shè)備跳閘閾值（藍(lán)色）的比較。在2.7 kHz時(shí)（可變泄漏電流），漏電流超過跳閘閾值；在150 Hz時(shí)（穩(wěn)定漏電流），漏電流同樣超過跳閘閾值。其結(jié)果是RCD設(shè)備發(fā)生意外跳閘。

例如，用于變速驅(qū)動(dòng)器的標(biāo)準(zhǔn)RCD，對于頻率范圍在100 Hz以下的電流具有30 mA的跳閘閾值，當(dāng)頻率大于100 Hz時(shí)，跳閘閾值將顯著上升。圖2顯示了典型RCD跳閘閾值，當(dāng)頻率大于1 kHz時(shí)，跳閘閾值約為300 mA。變頻器開關(guān)頻率引起的可變漏電流可能會(huì)超過300 mA跳閘閾值。圖2所示，當(dāng)開關(guān)頻率為2.7 kHz時(shí)就是這種情況。另外，B6整流電路在為100 Hz和1 kHz之間的較低頻率時(shí)也會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的漏電流，且此時(shí)跳閘閾值非常低。如圖2所示，當(dāng)整流頻率為150 Hz時(shí)，漏地電流大約等于90 mA，這必然導(dǎo)致RCD設(shè)備跳閘。最后，還存在瞬時(shí)漏電流問題，例如在線路電壓在被接通或斷開瞬間。

在這些漏電流的共同影響下，系統(tǒng)會(huì)發(fā)生意外停機(jī)，從而導(dǎo)致昂貴的工廠停工。

目前為止，還沒有一個(gè)全面的解決方案能應(yīng)對產(chǎn)生漏電流的各種原因。有些解決方案嘗試改變系統(tǒng)中對地總電容的大小來解決這個(gè)問題，例通過關(guān)閉變頻器中的濾波電容器可以減小150Hz頻率下的漏電流。然而，這種做法很多情況難以保證系統(tǒng)的電磁兼容性。另外，減小EMC濾波器中Y電容器的電容值盡管能降低50Hz頻率下的漏電流，但時(shí)鐘頻率漏電流的比例將會(huì)增加。

圖 3:

相位相差180°相移電流通過電容耦合至各相線路。通過由此構(gòu)建的電流吸收器，漏電流被反饋到系統(tǒng)中。通過可選的接觸器接口，LeaXield模塊可在漏電流流過之前做好準(zhǔn)備。

圖 4:

使用LeaXield有源漏電流濾波器后，未經(jīng)濾波的漏電流（紅色）被顯著降低（綠色），并且遠(yuǎn)低于RCD設(shè)備的跳閘閾值，可有效防止RCD設(shè)備意外跳閘。