主绝缘劣化对变频电机宽频开关振荡特性的影响

为研究主绝缘劣化对变频电机开关瞬态宽频振荡特性的影响,建立了计及功率器件开关暂态过程和主绝缘状态的变频调速系统宽频域模型,分析了宽频开关振荡电流的主导模态及其传导路径,探索主绝缘电容变化对开关振荡电流幅频响应特征的作用规律。仿真和实验结果表明：开关振荡电流主要包含高频差模、高频共模和中频共模3个主导模态分量。开关振荡中频共模分量电流可以渗透进电机绕组内部,其幅频响应特征与主绝缘电容参量有关：共模串联谐振频率随主绝缘电容增加而减小,靠近串联谐振点的幅值特征随主绝缘电容增加而增加,从而为变频电机绝缘在线状态监测提供了一种新的思路。     

基于差模开关振荡的变频电机绕组相端绝缘状态特征提取与解耦

变频电机相端绝缘受脉冲宽度调制高频开关暂态过电压冲击易发生劣化。利用开关振荡谐振效应可望灵敏感知相端绝缘状态的微弱变化,但绝缘状态特征存在多因素高频耦合的问题。为此,该文提出一种基于差模开关振荡的相端绝缘状态特征提取与解耦方法。首先,通过分析变频电机系统开关振荡主导模态,选择高频差模开关振荡作为敏感模态,解耦逆变器功率器件分布电容的影响;然后,通过变分模态分解算法提取多模态开关振荡中的差模频率特征,解耦暂态运行工况下功率器件动态开关时间的影响。最后,利用逆变器侧和电机侧差模开关振荡电流幅值比特征,解耦电缆高频分布参数的影响。在380V/3kW永磁电机变频驱动系统中验证所提方法的有效性,结果表明,所提方法能够灵敏反映电机相端绝缘状态的微弱变化,可以有效解耦逆变器、电缆、运行工况等因素的影响。     

变频电机用交联聚乙烯绝缘电缆的发展

国内外变频电机使用量迅速上升 ,单台电机功率也逐步增大 ,我国电缆行业开始对电机绕组线进行了深入研究 ,但对于变频电机用电缆品种还没有得到足够的重视 ,因而提出应重视发展变频电源和变频电机之间连接用的电缆。本文讨论了这种电缆的工作条件特殊性 ,说明在内因和外因两方面均存在某些问题。针对这种特殊性 ,讨论了其结构改进要点以及研讨增加脉冲电压试验的合理性 ,并提出进一步制订专业标准的必要性。     

基于开关振荡的驱动电机匝绝缘故障诊断

绝缘失效会引起电机匝间、相地和对地故障,轻则造成设备停机,重则危害人身安全,产生灾难性的后果。为了在匝绝缘劣化的早期能够对劣化状态进行在线灵敏监测,提出一种基于开关振荡的多频率特征逆变器驱动电机匝绝缘故障诊断的新方法。首先,利用高频电压传感器和高频电流传感器对信号进行提取;然后,判断是否为开关暂态过程,如果是,则提取开关瞬态下的电流幅值峰值,利用带通滤波器对信号进行多频带处理,并计算一个周期下的电流幅值峰值点的平均值,根据结果选出绝缘故障敏感频率;最后,做出不同工况下的开关瞬态下电流峰值点均值图及开关事件下电流幅值的散点图。根据实验结果可知,当绝缘发生劣化,可通过多频率特征下的开关振荡电流信号对匝绝缘进行故障诊断。     

变频牵引电机定子绕组绝缘老化特性研究

对比测量了不同运行年限的变频牵引电机的定子绕组绝缘诊断参数,包括绝缘电阻、介质损耗因数、局部放电起始电压(PDIV)、剩余击穿电压等特征参数,以及沿绕组不同部位的绝缘材料取样进行了热失重分析(TGA)来研究绝缘老化特征。介电性能测量结果表明,与新电机相比,运行后定子绕组的绝缘介电性能有不同程度的下降,出槽口附近绝缘的老化程度高于槽内。TGA分析结果表明,使用了长达10年的牵引电机定子绕组绝缘性能略有下降,且线圈下层边的绝缘老化比上层边明显。     

分析变频电机电磁噪声的特点及抑制措施

介绍了变频器开关频率对变频电机噪声的影响,分析了变频电机电磁噪声的特点,并提出了一些抑制变频电机噪声的方法.     

不同频率振荡波电压下XLPE电缆局部放电特性的研究

振荡波检测技术在电力电缆局部放电检测中广泛应用。测试电缆长度不同导致振荡波电压频率发生变化。为了研究不同频率振荡波电压作用下电缆缺陷的局部放电特性,文中使用自主研发的振荡波测试系统检测了热缩式电缆附件在电缆终端无应力管、中间接头错用绝缘胶带替换半导电自黏胶带、交联聚乙烯主绝缘表面由割痕导致的气隙以及主绝缘表面存在金属微粒这4种缺陷的局部放电,对比分析了局部放电起始电压、熄灭电压、放电幅值、放电次数等特征随振荡波频率的变化情况,并对4种缺陷进行模式识别。分析结果表明,局部放电特性随振荡波频率变化而存在差异,4种缺陷的统计特征区分度较大,识别效果较好,具有实际应用价值。     

基于介质损耗分析研究变频电机绝缘老化特性

变频牵引调速电机匝间绝缘承受来自逆变器的连续高压脉冲方波的作用,其老化机理与工频正弦电压作用下具有很大差异。笔者通过采用两种电压源对模拟变频电机匝间绝缘和对地绝缘的绞线对试样进行老化试验,测量了tanδ随老化时间的变化趋势,分析了电压形式对匝间绝缘和对地绝缘介质损耗产生和发展的作用机理。试验结果表明:脉冲电压下,匝间绝缘内部有放电发生时,放电与空间电荷协同作用使绝缘缺陷迅速增多;无放电时空间电荷反复注入和抽出造成绝缘损伤。交流电压下绝缘介质发热主要由局部放电造成,而脉冲电压下主要是由空间电荷所导致。对地绝缘由于其绝缘结构,呈现槽放电现象,空间电荷的引入大大加速了绝缘的老化。     

使用新型IC的高频振荡型接近开关

高频振荡型接近开关是以不接触被测物的方式检测金属物体的开关,是构成自动控制所必不可少的传感器.日本富士电机公司自1965年开始销售高频振荡型接近开关以来,不断对其产品进行更新,于1983年推出了圆柱形的PE系列,1989年在大幅度提高PE系列性能的基础上,又推出了PE1系列.最近,接近开关的需要动向如下:(1)延长检测距离     

高频振荡型接近开关

详述了新型高频振荡接近开关的电路结构和工作原理。电路的特点是采用晶闸管VT3作为无触点开关输出电路。VT3触发电压不是用单结晶体管产生 ,而是用电容器C4 的充放电来产生。这种结构承受的负载电流大 ,可靠性高。续流二极管VD2 确保脉动直流电压过零值时使VT3关断     

专用直线振荡电机的振荡特性分析

文章介绍了直线振荡电机的一般原理，然后从电机的电磁特性，受力特性，运行特性，频率特性等方面对直线振荡电机的振荡特性进行了分析，并且用MATLAB对振荡特性进行了仿真，最后给出了实验电机的一些具体参数，实验结果与理论分析基本一致。     

双定子直线振荡电机谐振特性分析

双定子直线振荡电机采用谐振弹簧式设计,电机工作特性与运行频率直接相关.为了使双定子直线振荡电机能够获得较好的工作性能,基于气体力负载等效线性化,对于电机进行了数学建模,从理论上分析了电机运行频率对于其工作特性的影响,并通过实验进行了验证.实验结果表明,直线振荡电机的等效机械谐振频率不仅与动子质量及弹簧刚度有关,还会受负载影响而变化,随排气压力的增大而增大;而电机功率因数则在空载状态下存在两个为1的最大值.当工作频率接近机械谐振频率时,电机达到同样的排气压力所需的电流及输入功率最小,效率最高;但此时功率因数并不为1,其大小与负载及驱动频率有关.为保证电机高效稳定的运行,应根据电机工作特性曲线确定额定负载所对应的机械谐振频率作为电机的额定运行频率.     

控制转差频率的电机最优效率变频调速

文章提出了对异步电机变频调速实现电机效率最优控制方案。电机在某一机械转速运行时,存在着一个唯一的最优转差转速,电机运行在同步转速恰好等于机械转速加最优转差转速时,电机获得最优效率。     

变频电源驱动高频电机的快速起动过程的设计

叙述了实现快速升至４０００ｒ／ｍｉｎ系统方案,即应用交流变频器和高频电机组合,以软起动方式完成起动过程,并详细设计升速过程,最终在实际产品中得到验证。     

大功率变频电机专用电缆的研制

通过对大功率变频电机专用电缆的产品结构设计、材料选择及关键生产工艺的控制,研制出大功率变频器电力电缆,该产品屏蔽效果优、耐脉冲反射电压冲击性能高、电气结构平衡对称,具有防水、防腐、防鼠、防蚁、抗压、易弯曲等综合特性.     

带变频驱动系统的感应电机故障诊断研究

为了研究带驱动系统的感应电机故障诊断,利用逆变器和整流器的开关函数,对感应电机发生故障时的逆变器直流侧电流和整流器交流侧电流进行解析分析,推导出电机故障特征信息在驱动系统中的传播规律,在逆变器直流侧电流和整流器交流侧电流谱中得到了相应电机故障的特征频率分量.以电机转子故障为例进行仿真和实验,实验结果证明了理论分析的正确...     

适用于电缆振荡波检测系统的电磁触发式固体开关

已有电缆振荡波检测系统中的高压开关存在体积过大、结构复杂、有信号干扰等方面的不足。为此,研制了适用于电缆振荡波装置的基于电磁触发方式的高压固体开关。通过使磁环具有多个次级输出结构、进行环形布置和整体灌封,减小了开关体积;采用单根触发线传递脉冲宽度调制信号,实现了高压固体开关通断拓扑结构的控制,降低了高低压间的绝缘需求,提高了结构的可扩展性;采用电容放电维持高压固体开关的导通,避免了电磁干扰,提高了局部放电检测装置的灵敏度。试验结果表明,所研制的高压固体开关体型小巧,开通时间约为400 ns,局部放电起始电压30 kV。将该固体开关用于多条故障电缆中进行局部放电测试,均能完成有效检测。     

高压电机绕组电缆特性研究

介绍了新型电缆绕组高压电机并分析了绕组电缆的结构及特性,为解决绕组电缆外半导电层局部温升过高的问题,首先利用ANSYS软件仿真分析外半导电层的电场和磁场耦合场,确定了温升与接地电流的关系,然后采用PowerSim软件研究了外半导电层电阻对系统的影响。研究表明,外半导电层的电阻、接地电阻分布是决定其温升的关键因素。最后综合其它条件给出了外半导电层的合理电阻范围。     

采用tanδ表征变频电机绞线对绝缘老化特性的研究

变频电机定子绝缘用电磁线的失效是导致电机绝缘破坏的主要原因。为此,针对JD117变频电机匝间绝缘用电磁线进行试验研究,以绞线对为试验对象,在双极性高频脉冲电压下,进行了不同频率和不同时间的老化,测试并分析了试样的介电频率谱和温度谱,结合扫描电镜(SEM)研究了不同老化条件对绞线对表面形貌的影响。试验结果表明:随着老化程度的加深,通过分析tanδ的频率谱,其峰值点的数值可以被用来判断绝缘的老化状况。老化使得材料内部结构发生变化,长链发生断裂,生成了小分子量的极性分子,松弛极化更易建立。老化前后,绞线对表面的形貌有很大的不同并且差异随着老化程度的加深而加大。     

高速变频电机仿真中硅钢片材料特性预测研究

采用谐波分析法对PWM逆变器供电的高速电机进行仿真，并提出了一个基于神经网络的硅钢片材料特性预测模型，能够快速而准确地给出任意状态下硅钢片的材料特性数据。该方法对于高速变频电机设计具有现实意义。