变频高压方波脉冲对电机绝缘特性影响的研究

摘要

变频调速传动由于采用了脉宽调制(PWM)技术而广泛应用于机车牵引领域，因此变频调速系统越来越成为交流传动牵引机车中的关键设备。然而在实际的使用中变频调速容易导致电机绝缘系统过早失效，而导致电机的绝缘系统老化击穿过早发生的其中一个主要原因就是高压方波脉冲下的局部放电。与工频下的局部放电不同，高压方波脉冲下的局部放电的测量技术和分析技术目前还不够完善，迫切需要解决。所以对方波脉冲下的局部放电的进一步探讨，将大大的促进局部放电对绝缘老化的破坏机理的研究，进而为变频电机绝缘结构以及性能的设计奠定坚实的基础。
　　本论文主要针对局部放电问题进行研究，分析了高频连续脉冲条件的局部放电的特点，依据其特点，建立了基于脉冲电流传感器局部放电的测试系统。在分析传感器输出信号的特点后，提出了采用小波包-二次极值法去除低频电源干扰和高频噪声的方法，提取出局部放电信号。根据变频调速逆变系统电压波形和加速老化试验原则，设计一套模拟牵引电机实际运行的绝缘老化试验系统，研究变频电机绝缘在连续高压方波脉冲下的老化时间。
　　经分析，即使正弦电压和方波脉冲电压的峰峰值相同，频率也相同，变频电机漆包绝缘寿命也会有很大不同;由于脉冲频率对局部放电过程中表面电荷积累特性的影响，当频率不同时，局部放电的统计特性也会不同，这就导致用来测试的样品的绝缘寿命与脉冲电压的频率就不是一次方函数关系。上述研究成果可以为以后的绝缘老化测试系统提供理论标准，有利于提高电机绝缘系统的使用寿命。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 当前国内外研究水平及现状

1．3 本文主要研究内容

2 高压方波脉冲下的局部放电

2．1 局部放电的原理

2．1．1 局部放电的特点

2．1．2 局部放电对高聚物的破坏

2．2 局部放电的测量及信号提取

2．2．1 局部放电的测量方法

2．2．2 局部放电测试系统

2．2．3 基于小波处理的放电信号的特征提取

3 不同脉冲参数对局部放电的影响

3．1 不同脉冲上升时间对局部放电特性的影响

3．1．1 测试环境

3．1．2 不同上升时间下局部放电幅值特性

3．1．3 不同上升时间下局部放电脉冲频率特性

3．2 不同脉冲频率对局部放电特性的影响

3．3 机理解释与总结

4 高压方波脉冲绝缘老化试验系统设计及测试分析

4．1 绝缘老化试验电源

4．2 试验系统设计与实现

4．2．1 绝缘老化试验系统

4．2．2 高频脉冲电源

4．2．3 对高频脉冲变压器的输出信号分析

4．3 试验结果分析

4．3．1 脉冲电压频率对绝缘寿命的影响

4．3．2 脉冲电压上升时间对绝缘寿命的影响

5 结论

参考文献

致谢

读研期间主要科研成果