機械專業(yè)外文文獻翻譯-外文翻譯--變頻調(diào)速交流牽引電機絕緣電老化機理的研究

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C  in as on of of  s of to of of A to of of  to of to of of is of  on is to is up to as as is  in of to by in of is up 0 of of he of of is  of of is is 00℃ ， on of A by  to is of  a on is to MI  of of dV/dt  On  dV/dt to a of on in  of  of of of in  it in of C 0C on of C to re  to of  to of  of if as a of of by  of by in in to is of be of to We in   to or  of C C C be C to in by C of of is of WM C  C  to of of or of as or as to of of in of a If is to to to in or to In of to to in to be of If a at to to a on of to of so in to of a or in as at to a  is to of  ~ 55 ℃ , in to be of it is 0 ℃   In be in of or to of of to of of to to in In if be of if of of as of to by At of of of of of V. in of as a a of in of a of be of be in be to be if in of or to  變頻調(diào)速交流牽引電機絕緣電老化機理的研究  在變頻電機絕緣技術研究成果基礎上， 以動車組變頻牽引電機為研究對象，建立電纜和定子繞組高頻等效電路模型，研究電機端過電壓以及匝間電壓分布特性 ;研制一套基于高壓方波脈沖的絕緣老化試驗系統(tǒng)，進行牽引電機繞組的絕緣壽命實驗，依據(jù)介質(zhì)損耗、局部放電等參量的變化，分析絕緣材料的破壞機理。構(gòu)建電纜和電機定子繞組的高頻等效電路模型，  計算分析電機端電壓及定子繞組內(nèi)部電壓分布 頻牽引電機端過電壓波形呈一種振蕩衰減的波形，其峰值是電機端反射系數(shù)、電纜長度和上升沿時間的函數(shù)。臨界電纜長度和臨界上升沿時間是一一對應的，當電纜長度超過臨界電纜長度時，電機 端電壓峰值達到最大值。研制一套基于高壓方波脈沖的絕緣老化試驗裝置，通過模擬逆變器對絕緣材料進行老化試驗。裝置采用電力電子技術產(chǎn)生方波脈沖，經(jīng)高頻變壓器升壓，輸出高壓方波脈沖，其峰值最高可達 10k V 。電機繞組壽命試驗表明 : 在連續(xù)方波脈沖下，絕緣壽命與脈沖方波幅值的關系符合反冪模型，與頻率的關系成指數(shù)模型。在 200℃ 以下，用耐電暈聚酞亞胺薄膜制作的電機繞組絕緣的壽命受溫度影響較小。  采用脈沖電流傳感器、示波器和計算機建立一套高壓方波脈沖下局部放電測量裝置。根據(jù)實際測量信號的特征，提出一種小波包一包絡算法， 對傳感器輸出信號進行處理，濾除來自高壓方波脈沖和空間電磁波的干擾，提取出放電信號。與傳統(tǒng)正弦交流下的放電不同，方波脈沖下的局部放電，受到高電壓變化率、正負電壓高頻轉(zhuǎn)換的作用。一方面 d V / d t 增大使得氣隙擊穿動態(tài)電壓增加，另一方面正負電壓轉(zhuǎn)換頻率高、速度快，大量空間電荷累積在氣隙表面。電壓變化率越大、頻率越高，  放電脈沖上升沿時間越短，放電幅值越大 境溫度的升高而增強。隨著頻率的增加，放電量和放電功率增加，同一時間內(nèi)放電次數(shù)增加 ，而單個周期內(nèi)的放電次數(shù)減少。分別在工頻交流和 10 k 壓方波脈沖下進行電機繞組絕緣老化試驗。介質(zhì)損耗、局部放電、熱刺激電流等絕緣老化表征參量的變化趨勢表明，高壓方波脈沖對電機繞組絕緣的老化作用遠大于工頻交流電壓。方波脈沖下導致變頻牽引電機絕緣老化的主要因素是局部放電和空間電荷，方波脈沖幅值、頻率以及環(huán)境溫度的提高都會增強局部放電和空間電荷對聚合物的破壞。由于方波脈沖下局部放電的破壞作用遠大于工頻交流，所以在方波脈沖電壓下，絕緣結(jié)構(gòu)對局部放電更加敏感，局部放電在絕緣薄弱位置的放電通道發(fā)展迅速，容易造 成絕緣材料擊穿。放電通道是由局部放電和空間電荷協(xié)同作用形成的，一方面局部放電造成從表面向內(nèi)腐蝕絕緣介質(zhì)，而另一方面空間電荷注人與抽出造成絕緣介質(zhì)內(nèi)部分子鏈斷裂，放電通道迅速擴展，最后導致絕緣材料擊穿。  變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交 — 直 — 交方式（ 頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制 4 個部 分組成。 整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為 相橋式逆變器，且輸出為 形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。   變頻器選型，變頻器選型時要確定以下幾點：  采用變頻的目的；恒壓控制或恒流控制等。變頻器的負載類型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負載的性能曲線，性能曲線決定了應用時的方式方法。變頻器與負載的匹配問題；電壓匹配；變頻器的額定電壓與負載的額定電壓相符。電流匹配；普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機的額定電流相符。對于特殊的負載如深水泵等則需要參考電機性能參數(shù)，以最大電流確定 變頻器電流和過載能力。轉(zhuǎn)矩匹配；這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負載或有減速裝置時有可能發(fā)生。在使用變頻器驅(qū)動高速電機時，由于高速電機的電抗小，高次諧波增加導致輸出電流值增大。因此用于高速電機的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機的選型。變頻器如果要長電纜運行時，此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不足，所以在這樣情況下，變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。對于一些特殊的應用場合，如高溫，高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。  變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到 工作溫度的影響，產(chǎn)品一般要求為 0～ 55℃ ，但為了保證工作安全、可靠，使用時應考慮留有余地，最好控制在 40℃ 以下。在控制箱中，變頻器一般應安裝在箱體上部，并嚴格遵守產(chǎn)品說明書中的安裝要求，絕對不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。  環(huán)境溫度。溫度太高且溫度變化較大時，變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，其絕緣性能就會大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。必要時，必須在箱中增加干燥劑和加熱器。在水處理間，一般水汽都比較重，如果溫度變化大的話，這個問題會比較突出。  用環(huán)境如果腐蝕性氣體 濃度大，不僅會腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而且還會加速塑料器件的老化，降低絕緣性能。  振動和沖擊。裝有變頻器的控制柜受到機械振動和沖擊時，會引起電氣接觸不良?；窗矡犭娋统霈F(xiàn)這樣的問題。這時除了提高控制柜的機械強度、遠離振動源和沖擊源外，還應使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開關之類產(chǎn)生振動的元器件。設備運行一段時間后，應對其進行檢查和維護。  V. 電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng)，應該選用 金屬外殼，屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應接地。如果處理不好電磁干擾，往往會使整個系統(tǒng)無法工作，導致控制單元失靈或損壞。