匝間絕緣測(cè)試項(xiàng)目的釋義及正確使用(編輯修改稿)
2025-04-20 23:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用匝間絕緣測(cè)試來分辨了?！ ∵@里要附帶說明的是，電機(jī)繞組反嵌的測(cè)試方法很多，如空載電流法、電容電壓法、起動(dòng)力矩法、極性測(cè)試法等，這些方法已得到廣泛應(yīng)用。 高頻脈沖作用下電機(jī)定子繞組電壓的非均勻分布1 引 言 PWM逆變驅(qū)動(dòng)下，加在電機(jī)繞組上的高頻電壓在繞組內(nèi)傳播，使得電機(jī)繞組的分布參數(shù)不可忽略。由于分布參數(shù)的存在，脈沖電壓在電機(jī)繞組內(nèi)分布不均，從而引起部分繞組絕緣層局部過壓擊穿，這種現(xiàn)象已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者和專家的關(guān)注。文獻(xiàn)[5,6]分別用仿真手段和多導(dǎo)線傳輸理論研究了PWM脈沖電壓在電機(jī)繞組內(nèi)的分布情況，一致認(rèn)為PWM脈沖電壓上升時(shí)間過高是電機(jī)繞組絕緣擊穿的主要原因，且大部分絕緣擊穿經(jīng)常發(fā)生在首匝。但這些文章并沒有對(duì)高頻輸入下電機(jī)繞組內(nèi)分布參數(shù)的特性進(jìn)行討論。文獻(xiàn)[7,8]分別用一維擴(kuò)散方程和非直接邊界積分方程計(jì)算繞組內(nèi)的分布參數(shù)，文獻(xiàn)[9]則利用渦流分析得到分布參數(shù)與電機(jī)輸入電壓頻率的關(guān)系，但直接數(shù)值計(jì)算方法比較繁雜，而文獻(xiàn)[9]也只是針對(duì)整嵌式繞組進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)用范圍有限。本文利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)定子槽內(nèi)電磁場(chǎng)進(jìn)行有限元分析，從而獲取電機(jī)繞組內(nèi)的分布參數(shù)。這種方法可以討論高頻輸入對(duì)電機(jī)繞組分布參數(shù)的影響，尤其是可以反映脈沖輸入的瞬態(tài)作用，同時(shí)能充分考慮電機(jī)材料屬性以及定子槽內(nèi)繞組布線對(duì)參數(shù)求解的影響，因此這種方法的計(jì)算結(jié)果更加有效和準(zhǔn)確。本文還通過建立電機(jī)繞組分布參數(shù)模型，利用MATLAB仿真分析高頻PWM脈沖波在電機(jī)繞組內(nèi)的電壓分布情況。仿真結(jié)果表明，當(dāng)PWM逆變器驅(qū)動(dòng)時(shí)，電機(jī)定子繞組電壓分布狀況不僅與繞組本身的分布參數(shù)有關(guān)，而且與PWM脈沖電壓上升時(shí)間以及傳導(dǎo)電纜有關(guān)。 2 定子繞組分布參數(shù)模型 對(duì)于快速上升的脈沖前沿，按照傅立葉分析，其上升時(shí)間含有大量高次諧波，為估計(jì)一個(gè)典型的PWM波前沿在定子線圈間的電壓分布，須用一個(gè)分布參數(shù)電路模型來描述定子繞組。電機(jī)繞組中的分布參數(shù)包括：①自感和電阻；②同一槽下的匝間互感；③匝地間電容；④匝匝間電容。Yifan Tang 在文獻(xiàn)[5]中指出：利用邊界元法分析各匝的電磁場(chǎng)分布得知：一匝內(nèi)的傳導(dǎo)電流在直接鄰近匝感應(yīng)出一個(gè)反場(chǎng)渦流（fieldopposing eddycurrent），在定子鐵心表面感應(yīng)一個(gè)相對(duì)小的反場(chǎng)渦流。在鄰近匝表面的渦流屏蔽了大部分磁力線，而鐵槽表面的渦流，只在100MHZ以上時(shí)才有效屏蔽磁力線，而在低于1MHZ時(shí)允許更多磁力線通過。因此互感只存在于直接相鄰的兩匝之間，即最多只有兩個(gè)互感效益對(duì)某匝起作用。但實(shí)際上在一個(gè)槽內(nèi)，某一匝周圍可能有好幾匝，所以某一匝受到的互感作用可能不止兩個(gè)。雖然如此，為使模型簡(jiǎn)化，本文按各匝順序考慮臨近匝間的互感作用。線端繞組分布參數(shù)電路模型可用圖1表示。 3 繞組內(nèi)分布參數(shù)計(jì)算 為獲得如圖1所示電路中的各部分參數(shù)，對(duì)于不同形式的電機(jī)繞組，參數(shù)的確定方法也不同。 考慮到目前很多感應(yīng)電機(jī)都是散嵌式繞組型，本文以散嵌式繞組為研究對(duì)象。由于散嵌式繞組在槽內(nèi)的位置具有不確定性，給計(jì)算繞組分布參數(shù)帶來困難。使用有限元法（Finite Element Method FEM）對(duì)電機(jī)槽內(nèi)繞組進(jìn)行電磁場(chǎng)分析，可計(jì)算散嵌繞組在不同輸入電壓上升沿時(shí)的電機(jī)繞組參數(shù)，因此能過對(duì)分布參數(shù)做出準(zhǔn)確估算。對(duì)于某特定的一相而言，槽內(nèi)繞組相對(duì)位置確定，這種假設(shè)可簡(jiǎn)化分析過程且可行。本文以JO2324型號(hào)電機(jī)為對(duì)象，研究高頻脈沖作用下電機(jī)定子槽內(nèi)的電磁場(chǎng)，通過有限元分析得到槽內(nèi)各匝分布參數(shù)。電機(jī)參數(shù)為：，1430轉(zhuǎn)/分，380伏，50HZ，E級(jí)絕緣；定/轉(zhuǎn)子槽數(shù)＝36/26，每槽線數(shù)＝62，并聯(lián)支路數(shù)＝2，繞組單層交叉；線規(guī)：?jiǎn)胃睆剑健?有限元分析工具采用ANSYS軟件，依照ANSYS的三個(gè)部分逐步進(jìn)行分析和處理，最后得到各分布參數(shù)值。由于電阻值與激勵(lì)及頻率無關(guān)，所以無需通過ANSYS進(jìn)行計(jì)算。求解電感與求解電容不完全相同，前者采用瞬態(tài)分析而后者只需采用靜態(tài)分析即可。首先進(jìn)行電感值的計(jì)算。建立電機(jī)單槽模型，設(shè)定5種材料分別為氣隙、鐵芯、導(dǎo)體、轉(zhuǎn)子和絕緣（包括匝間絕緣，槽絕緣）。然后定義材料屬性，劃分網(wǎng)格，加載。本文首先將第一匝設(shè)定為激勵(lì)源，瞬間電壓設(shè)定為470v/500ns。加載完畢執(zhí)行以下語句進(jìn)行求解： Main Menu: Solution SolveCurrent LS. ANSYS有兩個(gè)后處理器，即通用后處理器 （POST1）和時(shí)間－歷程后處理器（POST26），前者只能觀看整個(gè)模型在某一時(shí)刻的結(jié)果，后者可觀看模型在不同時(shí)間段或子步歷程上的結(jié)果，常用于處理瞬態(tài)或動(dòng)力分析結(jié)果。本文利用POST1得到求解后的磁力線分布,結(jié)果如圖2所示。利用PO
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