变频器对电网质量的影响和电机电流问题

在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合，电压经常出现闪变，在一个车间中，有几百台变频器等容性整流负载在工作时，电网的谐波非常大，对于电网质量有很严重的污染，对设备本身也有相当的破坏作用，轻则不能够连续正常运行，重则造成设备输入回路的损坏。可以采取集中整流的直流共母线供电方式

(1) 在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合建议用户增加无功静补装置，提高电网功率因数和质量。

(2)在变频器比较集中的车间，建议采用集中整流，直流共母线供电方式。建议用户采用12脉冲整流模式。优点是，谐波小、节能，特别适用于频繁起制动、电动运行与发电运行同时进行的场合。

(3)变频器输入侧加装无源lc滤波器，减小输入谐波，提高功率因数，成本较低，可靠性高，效果好。输入侧加装有源pfc装置，效果最好，但成本较高。
 
电机的漏电、轴电压与轴承电流问题
变频器驱动感应电机的电机模型，csf为定子与机壳之间的等效电容，csr为定子与转子之间的等效电容，crf为转子与机壳之间的等效电容，rb为轴承对轴的电阻;cb和zb为轴承油膜的电容和非线性阻抗。高频pwm脉冲输入下，电机内分布电容的电压耦合作用构成系统共模回路，从而引起对地漏电流、轴电压与轴承电流问题。
  
漏电流主要是pwm三相供电电压极其瞬时不平衡电压与大地之间通过csf产生。其大小与pwm的dv/dt大小与开关频率大小有关，其直接结果将导致带有漏电保护装置动作。另外，对于旧式电机，由于其绝缘材料差，又经过长期运行老化，有些在经过变频改造后造成绝缘损坏。因此，建议在改造前，必须进行绝缘的测试。对于新的变频电机的绝缘，要求要比标准电机高出一个等级。
  
轴承电流主要以三种方式存在：dv/dt电流、edm(electric discharge machining)电流和环路电流。轴电压的大小不仅与电机内各部分耦合电容参数有关，且与脉冲电压上升时间和幅值有关。dv/dt电流主要与pwm的上升时间tr有关，tr越小，dv/dt电流的幅值越大;逆变器载波频率越高，轴承电流中的dv/dt电流成分越多。edm电流出现存在一定的偶然性，只有当轴承润滑油层被击穿或者轴承内部发生接触时，存储在电子转子对地电容crf上的电荷(1/2 crf×urf)通过轴承等效回路rb、cb和zb对地进行火花式放电，造成轴承光洁度下降，降低使用寿命，严重地造成直接损坏。损坏程度主要取决于轴电压和存储在电子转子对地电容crf的大小。 

环路电流发生在电网变压器地线、变频器地线、电机地线及电机负载与大地地线之间的回路(如水泵类负载)中。环路电流主要造成传导干扰和地线干扰，对变频器和电机影响不大。避免或者减小环流的方法就是尽可能减小地线回路的阻抗。由于变频器接地线(pe变频器)一般与电机接地线(pe电机1)连接在一个点，因此，必须尽可能加粗电机接地电缆线径，减小两者之间的电阻，同时变频器与电源之间的地线采用地线铜母排或者专用接地电缆，保证良好接地。对于潜水深井泵这样的负载，接地阻抗ze电机2可能小于ze变压器与ze变频器之和，容易形成地环流，建议断开ze变频器，抗干扰效果好。 在变频器输出端串由电感、rc组成的正弦波滤波器是抑制轴电压与轴承电流的有效途径。