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山東盛華變頻電機(jī)廠：變頻調(diào)速電機(jī)絕緣損壞的三種原因

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一、局部放電是造成變頻電機(jī)絕緣過早破壞的主要原因。

變頻電源系統(tǒng)工作時所產(chǎn)生的脈沖高頻電壓使電機(jī)機(jī)發(fā)生電暈，引起局部放電、介質(zhì)發(fā)熱、導(dǎo)致有機(jī)高分廣絕緣材料裂解，進(jìn)而導(dǎo)致變頻電機(jī)絕緣損壞。

具體來講，變頻調(diào)速系統(tǒng)是由變頻器、電纜和電機(jī)組成的。變頻器的核心控制部件有BJT（雙極晶體管）、IGBT（絕緣柵）等多種類型，其中IGBT具有驅(qū)動簡單、易于保護(hù)和高速開關(guān)等優(yōu)點。IGBT的高開關(guān)速度建立在快導(dǎo)通和快關(guān)斷的基礎(chǔ)上，最高可達(dá)30一4okHz，正常工作情況下為20kHz。變頻器的輸出波形是具有陡上升沿和陡下降沿(0.1一0.51AS）的脈沖波，正是由于這種脈沖電壓不同于工頻正弦電壓，從而對變頻電機(jī)絕緣的工作環(huán)境造成了一系列的影響。

當(dāng)變頻器將工頻正弦波轉(zhuǎn)化成脈沖波以后，該列脈沖波從變頻器通過電纜傳到電機(jī)的接線端，由于電纜與電機(jī)之間的阻抗不匹配將產(chǎn)生反射波。反射波反饋又產(chǎn)生二次反射，二次反射波與原始脈沖電壓波疊加，當(dāng)疊加的脈沖電壓傳輸?shù)诫姍C(jī)時，就會產(chǎn)生一個尖峰電壓。尖峰電壓的大小取決于電纜的長度和脈沖電壓的上升沿時間。通常電纜長度夕加時，電線兩端都產(chǎn)生過電壓，電機(jī)端的過電壓幅值隨電纜長度增加而增加。

當(dāng)變傾電機(jī)的絕緣線圈中通過脈沖電流時,短上升沿時間的脈沖波引起電壓在線圈中的分布不均。在模擬電動機(jī)定子繞組上進(jìn)行了電壓波形的測量，表明在電動機(jī)定子繞組的首端幾匝上承擔(dān)了約80％過電壓幅值，這樣繞組首匝處承受的匝間電壓超過工頻交流電壓條件下平均匝間電壓的10倍以，雖然仍遠(yuǎn)低于絕緣的擊穿電壓（變頻導(dǎo)線可耐受工頻電壓13000V)，但是已經(jīng)超過了局部放電起始電壓。可見局部放電是造成變頻電機(jī)絕緣過早破壞的主要原因，而介質(zhì)損耗發(fā)熱、空間電荷、電磁激振以及振動等多種因素的存在加速了材料的老化過程。

二、電機(jī)本身絕緣設(shè)計原因

工頻正弦電機(jī)的絕緣設(shè)計理論不能完全適用于交流變頻調(diào)速電機(jī)。因此在設(shè)計交流變頻電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)時，變頻電機(jī)的絕緣性能不僅要能滿足傳統(tǒng)意義上的抗熱老化、抗電老化要求，還要滿足耐高頻脈沖、耐局部放電的要求。

三、頻繁起停影響絕緣壽命

當(dāng)電機(jī)工作于頻繁的起動、制動狀態(tài)時，電機(jī)絕緣經(jīng)常處于循環(huán)交變電磁應(yīng)力作用中。起動、制動時間越短、越頻繁，受到的沖擊力越大，絕緣被擊穿的機(jī)率就越高。

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