連續(xù)高壓脈沖下空間電荷對(duì)變頻牽引電機(jī)絕緣老化影響的研究.pdf

1、變頻調(diào)速牽引電機(jī)是中國(guó)高速鐵路發(fā)展必需的裝備，作為交流傳動(dòng)電力機(jī)車的關(guān)鍵部件之一，變頻電機(jī)的性能直接影響到機(jī)車運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。然而，逆變器輸出的PWM(脈沖寬度調(diào)制)連續(xù)高壓脈沖的上升沿很陡、頻率很高，導(dǎo)致在脈沖電壓下?tīng)恳姍C(jī)絕緣過(guò)早失效。聚酰亞胺薄膜以其耐高溫(400℃)、低溫(-269℃)、耐輻射和優(yōu)良的介電性能目前被廣泛應(yīng)用于變頻電機(jī)對(duì)地絕緣和匝間絕緣中，是變頻電機(jī)的基礎(chǔ)絕緣材料。傳統(tǒng)交流電機(jī)絕緣設(shè)計(jì)方法和理論已不完全適用于

2、變頻調(diào)速電機(jī)，因此研究其絕緣的老化、失效機(jī)理，可以為變頻電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)，從而延長(zhǎng)變頻電機(jī)的使用壽命。
　　 空間電荷對(duì)脈沖電壓下絕緣的破壞扮演著重要角色，本論文針對(duì)連續(xù)高壓脈沖下空間電荷對(duì)變頻電機(jī)絕緣老化的影響開(kāi)展工作。首先搭建了試樣老化和空間電荷測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量了耐電暈型聚酰亞胺薄膜(100CR)和普通聚酰亞胺薄膜(100HN)空間電荷積聚的閾值場(chǎng)強(qiáng)，并分析了納米粒子的加入對(duì)絕緣材料介電性能的影響；此外，還測(cè)量了不

3、同溫度下，聚酰亞胺薄膜中空間電荷的分布，以此研究連續(xù)高壓脈沖下空間電荷的特性；然后利用掃描電鏡，分析老化時(shí)間和頻率對(duì)薄膜表面和斷面形貌的影響，以此研究納米粒子提高薄膜耐電暈性能的原因；最后以電磁線為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行了電擊穿、熱擊穿和電樹(shù)枝化擊穿實(shí)驗(yàn)，結(jié)合掃描電鏡和能譜分析研究了相應(yīng)的擊穿機(jī)制。
　　 本論文的工作為深入研究連續(xù)高壓脈沖下變頻電機(jī)的絕緣老化機(jī)理打下了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也為運(yùn)用無(wú)機(jī)納米填料提高薄膜耐電暈性能提供理論支持。