电荷对变频电机绝缘电介质老化的影响

　　作为变频电机配套的绝缘电介质应具有的特征如下:有较高的耐热功能和热传导功能，由以上剖析可见。有较优秀的耐电晕、耐局部放电功能，有较好的耐空间电荷老化功能(有较少的深圈套并可以实时将空间电荷分散失落以平均化电场)当前国内所运用的分歧耐热品级的变频绝缘电介质其基体树脂也分歧.如F级可以选用环氧树脂、聚酞亚胺等，电力机车配套的变频绝缘电介质选择聚酞亚胺等为基体树脂，再采用纳米技能填充氧化物纳米颗粒或云母粉粒，可以改善其耐电晕、耐局部放电功能。这方面我国已初获成功。使用纳米技能开展绝缘电介质是将纳米级局限的无机添料经过化学的或许物理的方法平均地涣散在聚合物树脂中，也可以接纳在聚合物内部构成或外加纳米级晶粒或非晶粒物质，还可构成纳米级微孔或气泡。因为纳米级粒子的构造特征使复合型资料显示出一系列共同而又奇特的功能，使纳米资料开展成极有前景的新资料范畴。近年来我国曾经展开了这方面的研讨，并取得肯定胜利。纳米资料的使用必将为很多传统的绝缘电介质无法到达的新异功能，开拓了新资料、新技能的开展前景。

　　交流电机因为调速坚苦在变速节制和牵引范畴遭到限制，变频调速技能呈现以前。而直流电机因为调速简略便利而获得普遍使用。20世纪80年月今后，随同着脉宽调制技能(PWM不时幼稚和新型高功能半导体器件的敏捷开展，使得交流变频调速技能获得了普遍的使用，交流调速电机越来越多地被用于驱动和节制范畴。与曩昔的直流电机比较，交流调速电念头具有如下优点:①更大的容量;②完成高转速和高电压运转;③构造简略，惯性小;④完成软启动和疾速制动;⑤调速功能好;⑥防爆;⑦体积小;⑧造价低。别的采用变频调速技能还可使电念头节省30%电力。

　　即分歧电压波形和巨细的电压脉冲效果于惯性系统时，依据惯性系统的冲量等效道理。只需它冲量一样，即冲最对工夫的积分一样，其效果结果就一样。这是变频调速技能的根本理论根底。依据这个道理，为了给电机供应频率可变的交流电压，变频器供应给电机的电压必需是脉冲宽度按肯定规则转变(依据交流电压调制)快上升沿的高压脉冲，其上升沿普通为2一100kV/5m脉冲反复频率可达20kHzo

　　变频器用的电力电子器件的开关上升沿和开关频率不时进步，近年来。削减了开关损耗和低频下的谐涉及其转矩动摇。然则高频下的谐波却分明地添加了并且因为变频调速技能的运用，交流电机的牢靠性大大降低，电机绝缘早期老化掉效时常发作。

　　可以在电机前面加一个滤波器，为了防止快上升沿的高压脉冲波形对电机绝缘介质的毁坏。然则这将添加安装的造价尤其对低压电机来说很不合算。运用耐电晕绝缘电介质的电磁线可以处置这个问题。虽然耐电晕资料的研讨曾经获得了肯定发展，尤其是杜邦的1000R耐电晕薄膜的耐电晕功能曾经可以与无机资料比较，然则其耐电晕机理当前依然不敷清晰。

　　变频电机绝缘早期老化掉效的首要缘由如下:①内部固有的电机械委靡惹起的老化。老化水平随频率的添加而添加。②介质损耗、欧姆损耗惹起的介质加热。③电压波形和部分放电。变频器上的电压经过传输线传到电机绕组上时。因为阻抗不匹配。电机绕组始端将发生电压波的反射，然后在电机绕组上发生尖峰过电压，过电压的幅值与电缆长度和固态开关的转换工夫相关。480V交流系统中，尖峰电压可以到达1200一I500V尖峰电压是由快上升沿、高频率、长的衔接电缆等要素一起惹起的

　　过电压在电机绕组上散布不平均，并且。首要下降在电机始端的绕组上。假如此电压大，于局部放电开始电压，正弦电压供电的状况下可以疏忽的局部放电，运用变频器供电时，就不克不及疏忽了尤其当电机运用有机绝缘电介质时。④空间电荷效应。实行研讨标明，变频电机在双极性脉冲电压效果下比单极性脉冲电压效果下的寿命短，而正极性脉冲比负极性脉冲电压效果下的寿命短。注人的电荷会被绝缘电介质中的局域态能级所约束，构成空间电荷。脉冲老化的极性效应和空间电荷丈量都证明了PWM脉冲效果下会惹起电磁线绝缘电介质中电荷的注入。别的电磁线间气隙的局部放电也会在电介质外表构成空间电荷。空间电荷会招致四周的介质中的能量贮存，各类影响的效果下，空间电荷脱陷并释放出储存的电机械能，有能够惹起四周介质的委靡老化。空间电荷复合进程中放出的紫外光也有能够招致介质老化。别的空间电荷丈量研讨标明，空间电荷会严峻畸变介质内部电场，这能够会招致局部介质的应力松懈或使部分电场到达介质击穿电压或局部放电开始电压，然后激发介质局部老化。尤其是双极性脉冲电压的效果下，注人的空间电荷蕴蓄在电极和绝缘电介质的界面邻近，电压极性改动时，注人电荷又被拉回到电极中，这种重复的效果会在电极界面邻近构成一个退步区，并逐渐扩展，最终惹起绝缘电介质的击穿。

　　形成变频电机绝缘电介质早期掉效的首要缘由是局部放电。变频电机耐受部分放电的才干首要取决于电介质的物理化学性质。局部放电的特征鱼，   很多研讨标明。如放电幅值、反复频率、开始电压等，都与电介质资料的电气功能，尤其是电导与空间电荷存储和分散有亲密关系。空间电荷惹起的电场畸变效应、能最存贮与释放、热电子效应等对变频电机绝缘电介质的毁坏机理都有待进一步的研讨。