在單臺變頻器帶多臺電動機的回路中，斷路器通常用于變頻器進(jìn)線端用作短路保護(變頻器自帶過載保護功能)，用在變頻器出線端為每臺電動機提供過載和短路保護。



在電動機直接啟動回路中，按照GB50055-2011通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范要求，斷路器的過載保護整定值應(yīng)等于或略大于電動機額定電流，但是變頻器回路的斷路器如果參照該原則，斷路器往往容易誤動作，這是為什么呢？

我們知道熱磁斷路器過載保護的原理是利用電流流過雙金屬片使其發(fā)熱變形，電流越大雙金屬片彎曲程度越大。如果電流超過整定電流一定倍數(shù)(GB14048.4標(biāo)準(zhǔn)要求1.05倍時兩小時內(nèi)不動作，1.2倍時兩小時內(nèi)一定動作)，雙金屬片彎曲推動脫機構(gòu)動作，斷路器跳閘。



熱磁斷路器的過載脫扣試驗一般是基于頻率為50/60Hz的電流的有效值，然而如果是在變頻器回路，高頻諧波電流在雙金屬片上的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，會導(dǎo)致雙金屬片產(chǎn)生額外的發(fā)熱，引起雙金屬片提前彎曲推動脫扣器動作，即斷路器早跳。



考慮到變頻器高頻諧波電流對雙金屬片發(fā)熱的影響，西門子3RV1電動機保護斷提供了變頻器不同開關(guān)頻率(Pulse frequency)下的校準(zhǔn)系數(shù)，見下表。



例如某熱磁斷路器的整定范圍為1.1A~1.6A，當(dāng)其用于開關(guān)頻率為8kHz的變頻器輸出側(cè)時，電動機在額定負(fù)載下的電流真實有效值為1.2A，查表可知斷路器的過載保護整定值為：1.2A×1.21=1.45A。

需要特別注意的是電動機在額定負(fù)載下的電流真實有效值不同于電動機的額定電流，這是由于變頻器產(chǎn)生的諧波電流會導(dǎo)致流過熱磁斷路器的電流的有效值比額定電流大，所以需要實際測量電動機在額定負(fù)載下的電流真實有效值，作為斷路器過載保護整定的基準(zhǔn)。

測量電流真實有效值需要選擇合適的設(shè)備，例如示波器一般都可以測量電流的有效值，但是電流鉗形表有的是可以測量真實有效值，有的只能測量到平均值。如下圖所示，同一個回路采用不同測量設(shè)備，結(jié)果差異巨大，而只有電流真實有效值才是斷路器過載保護整定的基準(zhǔn)。



總結(jié)一下，用于變頻器輸入或者輸出側(cè)的熱磁斷路器(或熱過載繼電器)，在變頻器產(chǎn)生的高頻諧波下會導(dǎo)致雙金屬片產(chǎn)生額外的熱量，引起斷路器或熱繼電器提前動作(早跳)，所以需要實際測量電動機運行電流的真實有效值，作為過載保護整定的基準(zhǔn)，再乘以變頻器在不同開關(guān)頻率下的校準(zhǔn)系數(shù)，避免斷路器或熱繼電器誤動作。