低温等离子体处理对变频牵引电机匝间绝缘性能影响

聚酰亚胺(polyimide,PI)因其优异的介电特性而应用于高速动车组牵引电机的匝间绝缘中。为了研究等离子体处理对其绝缘性能影响,采用介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)在大气压空气中产生功率密度为24.5W/cm3低温等离子体,并对PI薄膜进行单、双面改性,通过测试接触角、傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、电晕击穿时间等来研究其性能变化。研究结果表明:随等离子体处理时间的增加,薄膜的接触角逐渐下降,而表面能则逐渐增加,等离子体在薄膜表面引入的—NH2、—COOH、—OH等极性亲水基团是其表面性能改变的主要原因;单层PI薄膜的耐电晕时间随改性时间的增加先增大后减小,且当改性时间为10 s时,其耐电晕时间最大,相对于未改性的PI膜提高了17.7%;双面改性双层叠加PI膜的耐电晕时间相较于未改性的双层叠加PI膜提高了30.3%。研究发现,一定程度的等离子体处理(小于10 s)可在PI膜表面引入极性基团,进而增强其表面电荷扩散能力,增大其表面电荷注入难度,提高单、双层薄膜的耐电晕能力。此外,双层薄膜的耐电晕性能的提高还与层间界面的改善有关。