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变频电机中绝缘材料的破坏机理

时间:2019-08-26 本文链接:http://www.dgbkpvc.com/News/221.html 打印 关闭

很多因素都能使绝缘材料发生快速老化破坏,如电磁线长度、电压、频率、波形、波峰上升和下降时间、温度、湿度、绝缘层厚度等.变频电机中电磁线绝缘材料破坏机理的研究,主要集中在日本、美国和西欧,并主要分化成以下几种观点:
(1)局部放电.主要以Kaufhold等人的研究结果为代表.Kaufhold通过在不同电压、频率、温度、脉冲电压波形下对聚酰亚胺进绝缘材料的电磁线进行测试,并对绝缘材料的破坏时间和局部放电的发生机率进行了分析.Kaufhold等人认为,变频电机中绝缘材料的破坏机理主要是由于局部放电引起,特别是当电磁线相互接触时,在其间的空气层发生了严重的局部放电,即电晕现象,促使绝缘材料老化破坏.高频、快速的电压上升速度、快速的谐振脉冲快速缩短绝缘材料的寿命.温度提高后,引起空气层的局部放电加剧,缩短了绝缘材料的寿命.Kaufhold等人认为局部放电起始电压最为关键,当电压低于绝缘材料的局部放电起始电压,即使在相当高的电场
强度和温度下,绝缘材料仍然不会被破坏.Kaufhold等人的局部放电机理受到众多研究人员的支持.Austin等人在通过多种因素,如电场强度、介电损耗、漏电电流、对电压上升速度dv/dt和持续时间的分析后认为,电晕是变频电机中绝缘材料破坏的主要原因.Don—Ha Hwang等人对25种低压变频电机的绝缘电磁线的局部放电起始电压、损耗因子的研究后,同样认为变频电机中绝缘材料的破坏机理是由于电压作用的结果.Bee&man等人的研
究结果同样对电晕破坏的机理提供了支持,Bozzo等人 6同样用聚酰亚胺(PI)研究了局部放电对绝缘材料在变频情况下的老化破坏进行了研究.Metzler等人通过对三种不同的绝缘线的研究,表明其耐电晕能力不同而在变频情况下绝缘寿命不同,间接说明局部放电是变频电机中绝缘材料破坏的主要原因。
(2)空间电荷积累.认为变频电机中绝缘材料的破坏机理是空间电荷积累的不多,其代表人物是Bellomo等人.Bellomo等人在对聚对苯二甲酸乙二醇酯的变频模拟老化实验中发现,当增加波峰上升速度dv/dt后,金属电极上出现了明显的破坏性孔洞,通过仪器的测量,发现在变频模拟实验中,电极和绝缘材料之间存在较大的电荷积累,Bellomo等
人认为。这些空间电荷积累使得绝缘材料承受更大的电场强度,因而绝缘材料过早破坏.Foulon等人通过聚酰亚胺(PI)薄膜在模拟变频情况下的实验中发现电荷积累对绝缘材料老化寿命具有明显的影响。
(3)热击穿理论.认为变频电机中绝缘材料的破坏主要是热击穿机理的是以Yin Weijun为代表的尽管Yin Weijun等人认为,与普通交流电机相比较,变频电机绝缘材料的破坏机理是局部击穿、空间电荷积累和介质发热的综合结果,但是,他们通过对不同电压、频率、波峰上升速度、温度等因素的研究后认为,变频电机中电磁线绝缘材料的破坏并不是传统意义上的电晕作用的结果,而主要是热击穿的结果.其主要依据是:电晕(电磁线间的局部击穿)要在空气存在的情况下才能发生,而变频电机中绝缘材料的破坏不需要空气的存在仍能发生;尽管温度对传统意义上的电晕有一定的影响,但并不是最重要的影响因素,即传统的电晕破坏是一种“冷放电”,而在变频电机中,温度对绝缘材料破坏的影响非常大.传统意义上的电晕老化是一个相对较长的老化过程,而变频电机中绝缘材料的破坏可以发生在很短的时间内.Yin Weijun等人认为,变频电机中绝缘材料的破坏主要是脉冲浪涌电压引起的短时间内温度的快速上升而导致的.Chih—Min Jang等人L12]也支持这种观点。
 


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