变频电机绝缘损坏机理分析

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1、2012年第6期冶金动力总第154期METALLURGICALPOWER15变频电机绝缘损坏机理分析陈黎明(马鞍山钢铁股份有限公司电气修造有限公司，安徽马鞍山243061)【摘要】从过电压、热效应以及局部放电三个方面叙述了变频电机绝缘所承受的电动力、热应力等和普通电机的不同，分析了变频电机绝缘损坏的原因。【关键词】变频电机；绝缘；PWM波；脉冲；局部放电；介质【中图分类号lTM344。6【文献标识码】B【文章编号】1006—6764(2012)06—0015—02AnalysisofDamageMechanismofFrequ

2、encyConversionMotorInsulationCHENLiming(ElectricRepairingandManufacturingCo．，Ltd．，MaanshanIron&SteelCo．，Ltd．，Maansh&t,Anhui243061，China)【Abstract】Frequencyconversionmotorinsulationdiffersfromgeneralmotorinsulationinwithstandingelectrodynamicforceandthermalstress．The

3、diferencesinovervoltage，thermalefectandpartialdischargearedescribed．Thedamagecausesofthefrequencyconversionmotorinsulationareanalyzed．【Keywords】frequencyconversionmotor；insulation；PWMwave；pulse；partialdischarge；medium1引言更加等效于正弦波，其调制频率越来越高，电机在这2O世纪70年代，矢量控制理论开始提出，到80

4、种高频脉冲方波的电源条件下，其绝缘承受的电动年代，电力电子学的发展和微电子技术的进步，使得力、热应力、机械力等和传统电机相比，将有着很大矢量控制从理论走向实践，到90年代，基于矢量控的不同。制理论的现代交流调速系统普遍运用，并且在大容2变频电机的过电压量调速领域内开始取代直流调速系统，变频电机逐变频电机除了承受传统电机运行时的操作过电步取代直流电机。进入2l世纪，交流调速系统和变压等作用外，还要承受绝缘中反向电场叠加和PWM频电机在各个行业和领域的使用越来越广泛。按照波行波造成的过电压，这些过电压的作用是伴随电传统电机理论，变

5、频电机除冷却系统不同于普通电机运行始终存在，并且相对于额定电压有较大的幅机外，传统设计和制造均可满足变频电机的需要，甚值。至提出普通电机可直接用于变频调速系统。但在变(1)反向电场叠加过电压。由电介质理论可知，频电机的使用过程中，尤其是IGBT等高开关频率绝缘介质在外加一电场后，将产生位移极化和偶极元件的使用，人们发现，变频电机特别是低压变频电转向极化。正、负电荷的相对位移，形成的极化称之机的使用寿命，由于绝缘过早失效，与普通电机相比为位移极化，位移极化是瞬间完成的，又称瞬间位移显得很短，长则1—2年，短则几个星期，由此引起相

6、极化，极化时间约为10-15~10S，由于偶极子的转关技术人员开始对变频电机绝缘损坏机理的研究和向形成的极化称之为偶极转向极化，偶极转向极化分析。是相对缓慢的极化，又称松驰极化，极化时间约为我们知道，变频电机广泛采用PWM调制驱动，10-o-10S。由于PWM脉冲电压频率较高，几百赫其输出波形为不同脉宽的方波，通过对电压进行调兹到几十千赫兹，周期约在l0r3～104S级别，已大于制，使电机绕组中的电压和通过的电流波形接近于松驰极化时间(常用的有机绝缘材料极化以松驰极正弦波，其调制频率范围为几百赫兹到几十千赫兹，化为主)，当极性

7、发生变化时，原先因电离作用产生随着IGCT等新型电子元件的使用，电压、电流波形的空间积累电荷建立的电场(极性改变前，该感应电冶金动力2012年第6期16唧ALLURGICALP0WER总第154期场是外加电压电场的反向电场)变化滞后，形成反向率将越来越高，介质损耗将增大，绝缘自身的发热趋电场与外加电场一致，增加了绕组绝缘材料的场强。于严重。假设当PWM调制频率继续增大到接近绝理论上，PWM波极性转变瞬间，绝缘承受的场强是缘材料的固有频率，绝缘材料就会象微波加热有机原电场的2倍。食品一样被加热，这是现代交流调速系统对电机绝(2)

8、PwM波行波过电压。PWM脉冲电压由于其缘技术提出的问题。当然，今后将纳米级的无机绝缘频率较高，其行波效应或行波反射是十分明显的。我材料填充改性聚酰亚胺树脂而制成的绝缘材料产品们知道，电压信号在电缆上的传输是一个波过程，电将能彻底解决这个问题，现阶段主要采用性能优异的H级聚酰