大家对于变频器电路应该都有所了解,并且普遍知道一个常识,那就是该电路的上游开关不能使用漏电保护器。实际上,大多数电路的设计都遵循这一原则。既然漏电保护器和变频器之间存在这样的禁忌,那么必然存在漏电电流,那么这些漏电电流究竟是如何产生的呢?今天,我们将简单探讨这个问题。由于涉及到一些专业术语,为了便于大家理解,我会尽量用通俗易懂的语言进行解释。
漏电保护器跳闸的主要原因通常是因为检测到的漏电电流超出了其允许的范围,这一点相信大家都有所了解。要弄清楚漏电电流的来源,首先需要了解变频器系统中使用的两个重要原理:PWM和PAM。变频器本质上是一种围绕频率进行调节的电器,而PWM(脉冲宽度调制)和PAM(脉冲幅度调节)则是其核心原理。
PWM,即脉冲宽度调制,可能有些读者感到熟悉,因为它在开关电源中也有应用。简单来说,PWM可以理解为我们在行走时所迈的步伐,正常行走时相当于工频,而故意改变步伐的大小则类似于脉冲宽度调制。而PAM,即脉冲幅度调节,可以理解为在行走时故意抬高或降低脚步的高度。无论是改变步伐的大小还是调整脚步的高低,都可以改变行走的速度,这与变频器调节电机运转速度的原理相似。
在理解了PWM和PAM之后,我们还需要了解一个概念,即分布电容。在设备正常工频运行时,电流所经过的路径对于大地都是绝缘的。电源与大地之间的绝缘层就像一个巨大的电容,因此存在分布电容。电流经过的地方与大地之间的绝缘层,就像电流流动时需要遵循的规则,正常行走时是不允许越线的。
理解了PWM、PAM和分布电容,我们就能更容易地知道漏电电流这个“异己分子”是从哪里“窜”出来的。在工频运行时,频率是整齐划一的,就像很多人列队行走一样,但步伐难免有轻微的误差,只要在允许范围内就没事。然而,变频器由于PWM和PAM的作用,产生了大量宽宽窄窄、高高低低的次谐波,这些次谐波就像队伍中出现了大小高低不一的步伐。
在这些次谐波的干扰下,允许的误差漏电电流被放大并凸显出来,然后被漏电开关检测到。次谐波就是让分布电容本来存在的轻微泄漏电流变大变强,超出了漏电保护器的允许范围,成为了流窜电流。简单来说,PWM和PAM“怂恿”并“壮大了”分布电容的微小泄漏电流,最终使其成为了一个“害群之马”。