变频器输出相向大地放电是什么原因 变频器输出相向大地放电的原因

1、变频器输出相向大地放电是什么

变频器输出相向大地放电，也称为电机绕组地绝缘故障，是指由于变频器的高频PWM 频率影响了电机的地绝缘，导致电机绕组与地的绝缘击穿，形成故障。其表现为电机发生跑偏、异响、三相电流不平衡等异常现象。

2、变频器输出相向大地放电的成因

变频器输出相向大地放电的成因并不是单一的，而是多种原因共同导致的。

2.1 变频器PWM频率的影响

变频器输出的PWM频率一般在2kHz~16kHz之间，其中5kHz~7kHz频率段的PWM信号对电机绕组地绝缘的影响最大。这是因为该频段的PWM谐波略小于电机谐波阻抗的共振频率，导致当前载波下 PWM 信号对电机绕组的谐波感应电势值较大。

2.2 电机绕组材质和结构

绝缘性能差的绕组材料或者结构不合理的绕组散热不良，会导致电机在高频 PWM 下绕组温度过高，从而容易形成放电现象。

2.3 电机接地方式

电机接地方式分为直接接地和绝缘接地两种。在高频PWM 的影响下，如果电机为直接接地方式，其绕组地点更容易被 PWM 信号激发形成放电。而绝缘接地的电机，其接地方式更为复杂，一方面会过度依赖电容器作为高频隔离元件，另一方面当接地故障发生时，难以精确定位。

3、变频器输出相向大地放电的解决方案

为了避免变频器输出相向大地放电，需要从下面几个方面进行解决。

3.1 完善电机绕组设计和制造工艺

电机的绕组设计和制造工艺应该考虑到高频 PWM 的影响因素，加大绕组绝缘材料的厚度以及改变绕组结构，增加绕组的散热条件，提高电机的绕组抗击穿能力。

3.2 优化PWM输出方式

优化PWM输出方式可以减少高频谐波的数量，减小电机对高频PWM信号的感应。采用软换频、多重PWM拓扑等技术，可有效降低PWM 的频段幅值和频率谐波数量，降低电机的绕组温度，减少绕组地绝缘故障的发生。

3.3 采用隔离变压器

采用隔离变压器将变频器和电机进行隔离，有效地阻隔了变频器输出信号对电机绕组的影响，提供安全保护，解决了地绝缘故障定位难、维修困难的问题。

3.4 针对不同运行状态优化控制策略

针对不同负载下电机的运行状态，采用不同的控制策略，如电压控制策略、矢量控制策略、直接转矩控制策略等，提高电机的适应性和稳定性，减少绕组地绝缘故障的发生。