【導讀】在基于轉換器的驅動系統(tǒng)中，系統(tǒng)各部件會引起漏地電流，這些漏地電流的 聚積可引發(fā)RCD跳閘脫扣。鑒于此，TDK集團最近推出了一款全新的解決方 案，該方案使用了 LeaXield EMC附加模塊，不僅可減少漏地電流，還能 顯著改善系統(tǒng)的EMC性能。
在工業(yè)安裝及樓宇管理應用中，不同的任務需使用不同的變速驅動器。原則上，這些驅動都是由3相電網供電。一個完整 的驅動系統(tǒng)包括EMC輸入濾波器、變頻器和電機。然而，一個同樣重要但在考慮系統(tǒng)時卻經常被忽視的元件是轉換器和 電機之間的屏蔽電纜，其長度通常超過200 m。為了安全起見，該驅動系統(tǒng)通過漏電保護器（RCD） 接入電網。
在基于轉換器的驅動中，一個重要的問題是工作中由寄生電容耦合引起的漏地電流。這些電流不僅依賴于系統(tǒng)拓撲，還 取決于開關轉換率、頻率和幅度。在不利條件下，系統(tǒng)引起的總漏電流可能超過RCD脫扣閥值（圖1）。
圖1：RCD故障
在不利條件下，所有漏地電流的聚合可大到引發(fā)RCD跳閘脫扣。如果電機電纜過長， 甚至會經常發(fā)生脫扣故障。
比如，頻率小于100 Hz時，標準RCD的故障閾值為30 mA；頻率超過1000 Hz時，該故障閾值增加至300 mA。一旦電機 電纜過長，可致使產生的漏地電流超過300 mA閾值（圖2），在工業(yè)化工廠中，意外停機將會導致非常高昂的生產停工 成本。
圖2：漏地電流的頻率和幅值
頻率大于1000 Hz時，長電機電纜會引起很高的漏地電流，從而導致RCD跳閘脫扣。
迄今為止，有兩種方式可阻止由過高的漏地電流引起的RCD跳閘脫扣： 擴展EMC過濾
通過使用更大（通常是超大尺寸）的濾波器可降低漏地電流，特別是高頻漏電流，比如，可組合引用更有效的EMC 輸入濾波器和額外的輸出濾波器。當然這樣做的成本也更大，并且改裝更大、額外的濾波器時必然需要更大空間等問題。
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使用具有更高閾值的RCD
該方法具有一定的風險，因為過高的漏地電流會導致超過50V AC的最大允許接觸電壓。此外，還有損壞系統(tǒng)元件的風險。因此，以上兩種方式都不能令人滿意，其效果也明顯遜色于使用LeaXield的解決方案。
LeaXield為消除漏地電流設置了標桿
LeaXield 模塊正是為消除漏地電流而專門開發(fā)，該模塊連接在RCD和EMC輸入濾波器之間。
圖3：LeaXield的電路圖
放大器饋入電流至每相中，其相位角偏移至初始漏地電流的相位角180°。放大器的電源單元 （PSU） 直接從3相 電網中 獲取，因 此無需額外電源。
LeaXield的功能原理如圖3所示。電流變壓器位于負載側，即位于EMC濾波器的連接處。這樣可檢測3相電流，并決定來 自對應相位差的漏地電流。該信息被饋至放大器，放大器再通過電容網絡將這些電流饋至3相，其相位角偏移至初始漏地 電流的相位角180°，幅度和初始漏地電流的幅度相同。這樣便消除了初始漏地電流（圖4）。LeaXield可補償高達1000 mA的漏地電流。
圖4：使用LeaXield消除漏地電流
明顯改善：使用LeaXield（右），過大漏電流幾乎可被完全消除（左），因而有效防止了RCD跳閘脫扣。
顯著改善EMC
使用LeaXield來降低共模電流還有一個積極的作用：對于傳導EMC（根據相關規(guī)則，被定義工作于150KHz～30MHz）來講，頻率在150KHz～500KHz時，能夠得到非常明顯的改善。在典型測試條件下，LeaXield可將基于轉換器系統(tǒng)的EMC性能從C2類提高至C1類（符合EN 61800-3）。
頻率低于150 kHz時，使用LeaXield極其有效：頻率為4 kHz時，衰減高達30 dB；頻率為10 kHz時，衰減高達40 dB；頻 率為150 kHz時，衰減可達15 dB。對于新安裝應用，這個優(yōu)勢極其有用，因為LeaXield的額外干擾抑制功能允許使用更 經濟的EMC濾波器。LeaXield尺寸極其緊湊，僅為258 mm x 80 mm x 100 mm，是設備改裝應用的理想之選。可輕松安裝到現(xiàn)有系統(tǒng)中，就 像安裝一顆EMC濾波器一樣簡單。
