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SVPWM电压下变频电机绝缘耐电晕寿命研究

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电测与仪表 2023年第1期60卷 42-47页

作者：王鹏赵明周群四川大学电气工程学院成都610065

实验研究了变频电机绝缘材料耐电晕寿命在不同基波频率(10 Hz、50 Hz、100 Hz、150 Hz、200 Hz)和开关频率(6 kHz、12 kHz、18 kHz)的空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulated,SVPWM)电压下的变化规律,并且开展了重复脉冲... 详细信息

实验研究了变频电机绝缘材料耐电晕寿命在不同基波频率(10 Hz、50 Hz、100 Hz、150 Hz、200 Hz)和开关频率(6 kHz、12 kHz、18 kHz)的空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulated,SVPWM)电压下的变化规律,并且开展了重复脉冲方波电压下的耐电晕寿命对比实验。实验表明:开关频率越低,耐电晕寿命越长,耐电晕寿命的时长和分散性在不同基波频率下的波动越大;开关频率越高,耐电晕寿命越短,耐电晕寿命的时长和分散性在不同基波频率下的波动越小。50%占空比重复脉冲方波能够用于替代SVPWM波预测变频电机绝缘的耐电晕寿命,开关频率越高,50%占空比重复脉冲方波对SVPWM电压下变频电机绝缘耐电晕寿命时长和分散性的预测越准确,但在开关频率较低时不能准确反映其统计特性。

关键词：变频电机绝缘耐电晕寿命 SVPWM电压重复脉冲方波电压

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重复方波频率对聚酰亚胺耐电晕寿命影响研究

绝缘材料 2021年第1期54卷 55-59页

作者：敖兵雷勇王鹏赵政嘉四川大学电气工程学院四川成都610065

为研究重复方波电压频率对聚酰亚胺耐电晕寿命的影响规律,搭建了双极性方波测试平台,测试不同频率下聚酰亚胺的耐电晕寿命和局部放电统计特性。结果表明:聚酰亚胺的耐电晕寿命随频率的增加而减小,趋势逐渐变缓,这是因为随着重复方波频... 详细信息

为研究重复方波电压频率对聚酰亚胺耐电晕寿命的影响规律,搭建了双极性方波测试平台,测试不同频率下聚酰亚胺的耐电晕寿命和局部放电统计特性。结果表明:聚酰亚胺的耐电晕寿命随频率的增加而减小,趋势逐渐变缓,这是因为随着重复方波频率的增加,发生在上升沿和下降沿处的放电幅值和相位都逐渐减小,致使单个周期内放电产生的电老化作用减弱。据此,对绝缘采用提高方波电压频率来加速老化时,需考虑上述特性。

关键词：变频电机绝缘系统耐电晕寿命聚酰亚胺局部放电

改性BN-Si-B/环氧树脂复合材料的制备及绝缘性能

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2477-2486页

作者：陈昊黄紫微赵伟宋吉祥周昱林晓艺翁凌哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150040

电晕放电影响电气设备的稳定运行和使用寿命,提高绝缘材料的耐电晕性能对于保证电气设备的正常运行具有重要意义。本文利用硅烷偶联剂改性氮化硼(BN)制备改性BN(fBN),并将其与分散剂(有机硅硼复合氧化物(Si-B))共混对环氧树脂(EP)进行... 详细信息

电晕放电影响电气设备的稳定运行和使用寿命,提高绝缘材料的耐电晕性能对于保证电气设备的正常运行具有重要意义。本文利用硅烷偶联剂改性氮化硼(BN)制备改性BN(fBN),并将其与分散剂(有机硅硼复合氧化物(Si-B))共混对环氧树脂(EP)进行了改性。采用共混法和热固法制备了不同fBN含量的f BN-Si-B/EP复合材料,提高了环氧树脂的耐电晕寿命。实验结果表明:在30℃和30 kV·mm^(-1)电场强度下,f BN-Si-B/EP复合材料的耐电晕寿命最高可达114.8 h,是纯环氧树脂5.01倍。随着fBN掺杂量的增加,fBNSi-B/EP复合材料的介电常数呈现增加的趋势。同时,该复合材料的体积电阻率和击穿场强则表现出先降低后增加的趋势。少量fBN的加入可以降低复合材料的相对介电常数,抑制介电损耗增加。虽然fBN-Si-B/EP复合材料的击穿场强和体积电阻率略微降低,体积电阻率极小值为6.65×10^(14)Ω·cm,击穿场强极小值为24.04 kV·mm^(-1),但仍具有较好的绝缘性能。

关键词：耐电晕寿命介电性能环氧树脂氮化硼复合材料

SiC逆变器供电的牵引电机匝间绝缘性能评估

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绝缘材料 2024年第4期57卷 88-99页

作者：罗英露赵安然王鹏于超凡林沐泓黄文冬彭增中车株洲电力机车研究所有限公司湖南株洲410002 四川大学电气工程学院四川成都610065

采用碳化硅(SiC)逆变器供电,虽然可以减小牵引变频电机体积、质量、温升,提高电机效率,但逆变器输出电压的高频、短上升时间等特性给牵引变频电机绝缘带来了挑战,尤其是匝间绝缘将会承受更高的电压负荷,导致绝缘过早失效。本文首先通过... 详细信息

采用碳化硅(SiC)逆变器供电,虽然可以减小牵引变频电机体积、质量、温升,提高电机效率,但逆变器输出电压的高频、短上升时间等特性给牵引变频电机绝缘带来了挑战,尤其是匝间绝缘将会承受更高的电压负荷,导致绝缘过早失效。本文首先通过模拟SiC逆变器在最大开关频率及实际电缆线长度下高压变频牵引电机匝间绝缘所承受的电压波形,在不同电压参数(频率、电压峰峰值、上升时间)、不同温度、不同匝间绝缘层厚度(0.23 mm、0.30 mm)下对高压变频电机电磁线进行局部放电起始电压测试及耐电晕寿命测试,并根据牵引电机的实际运行工况和绝缘系统的电负荷失效机理,分析PDIV、局部放电特性及寿命的变化机理。PDIV测试结果表明:频率与上升时间的变化并不会对PDIV产生影响;温度升高,PDIV呈现下降趋势,但由于制作工艺问题,在部分温度下会出现上升趋势;厚度的增加对PDIV提升较大,在考虑成本及效率可控的前提下,提高厚度能有效提高变频电机匝间绝缘能力。耐电晕测试结果表明:温度与上升时间的变化会造成绝缘寿命发生较大改变;频率及电压峰峰值对绝缘寿命的影响呈非线性关系,可用反幂模型表达,并且在工业应用上针对频率对绝缘寿命的影响可直接通过比例关系进行折算。

关键词： SiC逆变器电压参数匝间绝缘层厚度 PDIV 耐电晕寿命

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新能源汽车驱动电机绝缘系统测试技术综述

绝缘材料 2024年

作者：朱光亚林沐泓刘国栋王鹏四川大学电气工程学院上海理想汽车科技有限公司

电机是新能源汽车的关键驱动部件，绝缘系统是电机可靠性的重要保障，电机绝缘一旦失效，将对汽车安全运行构成威胁。严酷的电热应力是促进绝缘失效的主要因素，在复杂脉冲参数和环境下对电机绝缘水平进行测试具有重要意义。本文从新能... 详细信息

电机是新能源汽车的关键驱动部件，绝缘系统是电机可靠性的重要保障，电机绝缘一旦失效，将对汽车安全运行构成威胁。严酷的电热应力是促进绝缘失效的主要因素，在复杂脉冲参数和环境下对电机绝缘水平进行测试具有重要意义。本文从新能源汽车驱动电机绝缘系统性能评估方法与影响因素、电压分布计算和薄弱点定位等方面综述国内外最新研究成果，并结合电压等级提升、功率密度提高、开断频率提高和开关速度增加的发展趋势，指出变频电机绝缘评估面临的问题和挑战，为未来该领域需重点关注的研究方向提供参考。

关键词：新能源汽车绝缘系统局部放电耐电晕寿命电压分布

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正弦脉宽调制电压下聚酰亚胺绝缘寿命研究

绝缘材料 2020年第8期53卷 55-61页

作者：赵明周群王鹏陈波陈君强吴琦四川大学电气工程学院四川成都610065

在正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulated,SPWM)电压下,实验研究了不同开关频率(6、12、18 kHz)和基波频率(10、50、100、150、200 Hz)对聚酰亚胺绝缘耐电晕寿命的影响,并与相同开关频率和不同占空比(10%、50%)重复脉冲方波下... 详细信息

在正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulated,SPWM)电压下,实验研究了不同开关频率(6、12、18 kHz)和基波频率(10、50、100、150、200 Hz)对聚酰亚胺绝缘耐电晕寿命的影响,并与相同开关频率和不同占空比(10%、50%)重复脉冲方波下的耐电晕寿命进行对比。结果表明:50%占空比的重复脉冲方波可以用来代替SPWM波预测变频电机绝缘的耐电晕寿命,但不能准确反映其统计特性;耐电晕寿命随开关频率的增加而减少;100 Hz是耐电晕寿命的基波频率转折点,当基波频率小于100 Hz时耐电晕寿命随基波频率的增加而减少,当基波频率大于100 Hz时耐电晕寿命随基波频率的增加而增加。

关键词：变频电机绝缘耐电晕寿命 SPWM 开关频率基波频率

疏水性气相SiO2改性环氧树脂的耐电晕性能

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复合材料学报 2019年第8期36卷 1822-1829页

作者：赵伟陈昊范勇哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室哈尔滨150080

采用砂磨机将疏水性气相SiO2纳米粒子分散到无溶剂环氧树脂(Epoxy,EP)中,经加热固化后制备了不同掺杂量的疏水性气相SiO2/EP复合材料,通过XRD检测和SEM表征,证实疏水性气相SiO2纳米粒子以无定形态均匀分散在EP中。疏水性气相SiO2/EP复... 详细信息

采用砂磨机将疏水性气相SiO2纳米粒子分散到无溶剂环氧树脂(Epoxy,EP)中,经加热固化后制备了不同掺杂量的疏水性气相SiO2/EP复合材料,通过XRD检测和SEM表征,证实疏水性气相SiO2纳米粒子以无定形态均匀分散在EP中。疏水性气相SiO2/EP复合材料的理化性能测试结果表明:其热稳定性、介电常数、介电损耗和电导率均随纳米SiO2粒子掺杂量的增加而有所升高;纳米SiO2粒子掺杂量为2wt%时,击穿场强达到最大值为24.66kV/mm,较纯EP材料提高了21.35%;疏水性气相SiO2/EP复合材料耐电晕寿命随纳米SiO2粒子掺杂量增加而增加。在室温、80kV/mm电场强度下,纳米SiO2粒子掺杂量为8wt%时,疏水性气相SiO2/EP耐电晕寿命可达42.7h,是纯EP的18.9倍。

关键词：环氧树脂疏水性气相SiO2 耐电晕寿命介电性能热稳定性

重复方波脉冲和短脉冲电压下变频电机匝间绝缘耐电晕特性对比研究

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绝缘材料 2020年第3期53卷 34-40页

作者：吴琦王鹏郑昌江李金泉杨能周婉亚四川大学电气工程学院四川成都610065

逆变器输出至变频电机端部的脉宽调制(PWM)电压为重复方波脉冲电压,但变频电机匝间绝缘实际承受持续时间为纳秒至微秒级的短脉冲电压。为研究两种电压下变频电机匝间绝缘性能的异同,测试分析了变频电机匝间绝缘在相同频率、电压峰峰值... 详细信息

逆变器输出至变频电机端部的脉宽调制(PWM)电压为重复方波脉冲电压,但变频电机匝间绝缘实际承受持续时间为纳秒至微秒级的短脉冲电压。为研究两种电压下变频电机匝间绝缘性能的异同,测试分析了变频电机匝间绝缘在相同频率、电压峰峰值和上升时间的重复方波脉冲和短脉冲电压下的局部放电和耐电晕寿命。结果表明:重复方波脉冲电压在上升沿和下降沿的局部放电对称分布,而短脉冲电压在上升沿的局部放电特性与重复方波脉冲电压相似,在下降沿未检测到明显放电;重复方波脉冲电压下的频域能量主要分布在0.7~0.9 GHz,而短脉冲电压下的频域能量主要分布在0.9~1.1 GHz,且短脉冲电压下的局部放电持续时间比重复方波脉冲电压下短;短脉冲电压下漆包线的耐电晕寿命约为重复方波脉冲电压下的3倍。

关键词：变频电机绝缘系统重复方波短脉冲局部放电耐电晕寿命

重复方波死区时间对变频电机绝缘性能影响研究

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绝缘材料 2021年第4期54卷 41-49页

作者：顾洋豪王鹏董涵马世金秦玉文四川大学电气工程学院四川成都610065

为研究电力电子脉宽调制(PWM)算法中死区时间对变频电机绝缘性能的影响,首先利用全桥固态开关和高速实时控制技术,搭建了死区时间在2~10μs可调的重复脉冲发生器。在峰峰电压为4 kV、频率为5 kHz双极性重复脉冲电压下,借助特高频测试方... 详细信息

为研究电力电子脉宽调制(PWM)算法中死区时间对变频电机绝缘性能的影响,首先利用全桥固态开关和高速实时控制技术,搭建了死区时间在2~10μs可调的重复脉冲发生器。在峰峰电压为4 kV、频率为5 kHz双极性重复脉冲电压下,借助特高频测试方法,通过变频电机匝间绝缘试验,研究了重复方波电压死区时间对变频电机绝缘放电统计特征和耐电晕寿命的影响规律。结果表明:增加死区时间可以显著增大重复脉冲方波上升沿和下降沿处的表面电荷衰减效应,减弱了放电过程中表面电荷反向电场对放电过程的抑制作用,从而增加了放电数量,加速绝缘电老化,使变频电机匝间绝缘的耐电晕寿命显著降低。对此,在设计电力电子系统,加入死区时间保护功率器件的同时,必须考虑死区时间对变频电机绝缘系统的加速老化作用,以适当提高绝缘裕度。

关键词：变频电机死区时间局部放电耐电晕寿命