变频电机绝缘老化机理及表征

前言

第1章绪论

1.1变频电机及其特点

1.1.1电机的发展概况

1.1.2变频电机的特点

1.1.3变频电机的绝缘技术

1.2变频电机绝缘的现状

1.2.1变频电机绝缘的特殊性

1.2.2变频电机绝缘的过早失效

1.2.3国内外变频电机绝缘的研究进展

1.3变频电机绝缘的问题

1.3.1电机绝缘材料的要求

1.3.2传统绝缘结构与工艺的不足

1.3.3严酷的电气环境

1.3.4变频电机绝缘的改进

1.4变频电机绝缘技术展望

参考文献

第2章变频电机绝缘材料的物理基础

2.1介电材料的基本性能与极化

2.1.1介电材料的宏观性质

2.1.2化学键

2.1.3介电材料的极化与松弛

2.2热刺激电流

2.2.1热刺激电流的宏观与微观表现

2.2.2热刺激松弛和松弛时间

2.2.3空间电荷的热刺激电流

2.3局部放电的原理

2.3.1局部放电的等效模型

2.3.2局部放电的特点

2.3.3局部放电对固体绝缘的危害

2.4介电谱的基本理论

2.4.1电偶极矩

2.4.2德拜方程

2.4.3Cole-Cole图

参考文献

第3章纳米绝缘材料的表面与界面

3.1材料的表面与界面

3.1.1材料的表面

3.1.2材料的界面

3.2纳米材料的表面与界面特性

3.2.1纳米材料及微粒特性

3.2.2纳米材料的表面性质

3.2.3纳米材料的界面理论

3.2.4纳米材料与绝缘介质的性能

3.3纳米材料表面与界面的表征

3.3.1纳米材料的显微图像分析

3.3.2X射线电子能谱

3.3.3红外和拉曼光谱

参考文献

第4章变频电机绝缘材料及结构

4.1变频电机绝缘材料

4.1.1绝缘材料耐热等级评定

4.1.2常用绝缘材料的特性

4.1.3聚酰亚胺纳米绝缘材料

4.2变频电机绝缘结构

4.2.1低压电机的绝缘结构

4.2.2高压电机的绝缘结构

4.2.3电机线圈的匝间绝缘

4.3变频电机绝缘工艺

4.3.1防电晕漆包技术

4.3.2高性能绕包技术

4.3.3绝缘材料新工艺

4.3.4变频牵引电机200级绝缘

参考文献

第5章变频电机过电压及其特征

5.1PWM脉冲的传播特性

5.1.1PWM脉冲波形特征

5.1.2反射波和折射波的产生

5.1.3PWM脉冲波在电缆上的传输反射过程

5.2电机端电压波形及其影响因素

5.2.1电机端过电压

5.2.2脉冲上升沿时间和电缆长度的影响

5.2.3电机端过电压的抑制

5.3绕组内部电压分布及其影响因素

5.3.1定子绕组分布参数电路模型

5.3.2绕组内部电压分布特性

5.3.3脉冲上升沿时间和电缆长度的影响

参考文献

第6章电机绝缘老化与试验系统

6.1变频电机绝缘的老化

6.1.1电老化

6.1.2热老化

6.1.3其他因素造成的老化

6.2脉冲电压下的绝缘寿命

6.2.1单因子老化模型

6.2.2多因子老化模型

6.3基于高压方波脉冲的绝缘老化试验系统

6.3.1绝缘老化试验系统的发展

6.3.2试验系统原理

6.3.3高频脉冲电源

6.3.4高频脉冲变压器

6.4绝缘状态常规检测方法

6.4.1绝缘电阻和吸收比

6.4.2泄漏电流测量

6.4.3介质损耗测量

6.4.4局部放电测量

参考文献

第7章高压方波脉冲下的局部放电

7.1局部放电的测量及统计

7.1.1局部放电的测量

7.1.2放电信号的特征提取

7.1.3高压方波脉冲下局部放电信号的统计

7.2局部放电的特征

7.2.1不同脉冲波形下的起始放电电压

7.2.2波形参数对放电特征参量的影响

7.2.3局部放电的相位分辨模式

7.3局部放电影响机理分析

7.3.1聚酰亚胺薄膜的局部放电

7.3.2电磁线的局部放电

7.3.3脉冲波形对局部放电参数的影响

参考文献

第8章高压方波脉冲下的介电谱

8.1介电谱的测量

8.1.1电介质的极化与损耗

8.1.2介电谱的测量

8.1.3影响介质损耗的因素

8.2聚酰亚胺薄膜的介电谱特性

8.2.1未老化膜的介电谱

8.2.2老化不同时间后的介电谱

8.2.3不同老化频率下的介电谱

8.3电磁线的介电谱特性

8.3.1老化不同时间电磁线的介电谱

8.3.2不同频率老化电磁线的介电谱

参考文献

第9章高压脉冲条件下的空间电荷

9.1空间电荷测量装置

9.1.1空间电荷测量技术

9.1.2热刺激电流测量装置

9.1.3空间电荷分布的测量装置

9.2热刺激电流测量及分析

9.2.1测量方法

9.2.2热刺激电流分析方法

9.3高压方波脉冲电压老化绝缘的热刺激电流特征

9.3.1不同老化时间的热刺激电流

9.3.2频率寿命曲线和热刺激电流

9.3.3寿命测试

9.3.4热刺激电流测试

9.4不同脉冲参数对空间电荷行为的影响

9.4.1不同参数的脉冲注入后的TSC分析

9.4.2不同脉冲的空间电荷分布

参考文献

第10章变频电机绝缘老化及表征

10.1绝缘老化试验设计

10.1.1试验方案设计

10.1.2绞线对试样设计

10.2介电性能随老化时间的变化特征

10.2.1不同老化条件下绞线对的介电特性

10.2.2介质损耗随老化时间的变化特征

10.3基于局部放电的老化表征参量

10.3.1匝间绝缘的电热联合老化

10.3.2对地绝缘的电热联合老化

10.4高压方波脉冲下的绝缘老化机理分析

10.4.1聚酰亚胺薄膜的扫描电镜分析

10.4.2绝缘老化分析

10.4.3绝缘老化机理

参考文献

　　本书主要内容为变频电机绝缘的老化机理及其检测方法，围绕变频调速牵引电机绝缘的老化特征，对其影响因素进行深入的分析研究与试验，为最终提出其破坏机理、寿命模型及其绝缘状态的检测方法逐步展开。通过本书的学习可使读者掌握变频电机设计、运行的理论基础，为培养变频电机的设计、生产、运行及维护等专门人才打下良好的专业技术基础，为开展变频电机绝缘技术的进一步深入研究打下了坚实的基础。　　本书全面系统地阐述了变频电机绝缘老化、失效机理及其表征方法。全书共分10章，介绍了变频电机绝缘的特点、构成，阐述了变频电机绝缘面临的主要问题；介绍了绝缘材料的理论基础，研究了变频电机绝缘过电压的形成机理及其影响因素；基于高压方波脉冲的绝缘老化试验系统，研究了高压方波脉冲电压下的局部放电行为和空问电荷特性；通过进行不同电压幅值、频率、温度下的老化试验和寿命试验，分析了局部放电参量、介电性能及空间电荷特性随老化的变化规律，得出了连续高压方波脉冲下的寿命模型以及绝缘老化的影响因素和寿命的表征参量。　　本书不仅理论方法先进，而且工程应用性很强，适合从事交流变频绝缘技术研究及绝缘材料研制的科研人员，从事变频电机设计、制造、运营管理及维护的工程技术人员，高等学校高电压与绝缘技术专业、电机与电器专业的教师及研究生阅读。也可供准备从事变频电机绝缘研究的科技人员和学生作为了解专业基础的参考书目。