在變速驅動器中的個別元件會產生漏電流，而這些漏電流的累加會導致RCD設備跳閘。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設備并提高工廠的可用性。

變速驅動器常用于在工業裝置中執行各種任務，通常由三相電網供電。LeaXield有源漏電流濾波器的潛在應用包括機床、泵、壓縮機、輸送系統等設備中常見的變速驅動器以及其它可插拔設備。

一個完整的驅動系統包括EMC輸入濾波器、變頻器和電機。這類驅動系統中容易被忽視但同樣重要的部件是變頻器與電機之間的屏蔽電纜，其長度通常可超過200 m。出于安全考慮，驅動系統通常采用RCD設備連接到電網。

運行期間產生的漏電流是變速驅動器面臨的一個重要問題，特別是變頻器產生的漏電流。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、以及功率半導體元件的開關頻率等。在許多情況下，漏電流的總和會超過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解決方案，但受制于成本和安裝空間，有時這種解決方案不可行。不使用RCD設備的替代方案也完全不可接受，因為這種方案存在安全風險，會導致嚴重的潛在危險和事故。總之，上述各種方案在技術和經濟性方面都不能令人滿意。

LeaXield樹立了降低漏電流的新標桿

愛普科斯 (EPCOS) LeaXield有源漏電流濾波器專為補償漏電流而開發，直接安裝在RCD設備與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中集成了一個電流傳感器。通過運算放大器，產生一個具有相同幅值的，相位相差180°相移電流，并通過電容耦合到各相電路中。

通過由此構建的電流吸收器，漏電流會被反饋到系統中，從而能防止漏電流流過RCD并導致意外跳閘。

LeaXield可補償高達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頻率范圍內的未濾波漏電流（紅色）與經過愛普科斯 (EPCOS) LeaXield濾波的漏電流（綠色）進行了比較。顯然，后者遠低于RCD設備跳閘閾值，能有效防止RCD設備意外跳閘。

LeaXield尺寸緊湊，僅為270 mm x 60 mm x 119 mm，是改造現有系統的理想選擇。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償寬頻率范圍內的漏電流提供了一種緊湊且經濟高效的解決方案，能有效改善RCD設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數據

 

圖 1:

多數情況下，漏地電流的總和非常大，會導致RCD設備意外跳閘。

圖 2:

在各頻率下的漏電流（紅色）與RCD設備跳閘閾值（藍色）的比較。在2.7 kHz時（可變泄漏電流），漏電流超過跳閘閾值；在150 Hz時（穩定漏電流），漏電流同樣超過跳閘閾值。其結果是RCD設備發生意外跳閘。

例如，用于變速驅動器的標準RCD，對于頻率范圍在100 Hz以下的電流具有30 mA的跳閘閾值，當頻率大于100 Hz時，跳閘閾值將顯著上升。圖2顯示了典型RCD跳閘閾值，當頻率大于1 kHz時，跳閘閾值約為300 mA。變頻器開關頻率引起的可變漏電流可能會超過300 mA跳閘閾值。圖2所示，當開關頻率為2.7 kHz時就是這種情況。另外，B6整流電路在為100 Hz和1 kHz之間的較低頻率時也會產生穩定的漏電流，且此時跳閘閾值非常低。如圖2所示，當整流頻率為150 Hz時，漏地電流大約等于90 mA，這必然導致RCD設備跳閘。最后，還存在瞬時漏電流問題，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，系統會發生意外停機，從而導致昂貴的工廠停工。

目前為止，還沒有一個全面的解決方案能應對產生漏電流的各種原因。有些解決方案嘗試改變系統中對地總電容的大小來解決這個問題，例通過關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，但時鐘頻率漏電流的比例將會增加。

圖 3:

相位相差180°相移電流通過電容耦合至各相線路。通過由此構建的電流吸收器，漏電流被反饋到系統中。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備。

圖 4:

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