交流變頻電機(jī)匝間絕緣損壞原因分析。

  目前，絕大多數(shù)交流變頻調(diào)速電機(jī)都是由IGBT(絕緣柵雙極晶體管)PWM逆變器控制的。IGBT具有驅(qū)動(dòng)功率低、開(kāi)關(guān)速度低、飽和電壓低、容量大的優(yōu)點(diǎn)。使用這種控制技術(shù)可以提供上升時(shí)間只有幾十秒左右的浪涌，但高頻開(kāi)關(guān)脈沖的頻率可以高達(dá)幾十甚至幾百千赫。

  當(dāng)電壓的快速上升沿從變頻器傳輸?shù)诫姍C(jī)端的電纜時(shí)，由于電機(jī)和連接到電機(jī)的電纜的阻抗不匹配，電壓的快速上升沿會(huì)在電纜和電機(jī)的連接處產(chǎn)生反射電壓波。當(dāng)初次反射電壓波返回到逆變器端時(shí)，該反射電壓波感應(yīng)出由電纜和逆變器之間的阻抗失配引起的另一反射電壓波。兩個(gè)反射電壓波與原始電壓波重疊并被放大，從而在電壓波的前端產(chǎn)生初次峰值電壓C23。

  對(duì)于PWM控制技術(shù)，脈沖波形有兩個(gè)頻率，一個(gè)是開(kāi)關(guān)頻率，一個(gè)是基頻。峰值電壓的重復(fù)頻率隨著開(kāi)關(guān)頻率的變化而變化，基頻用于直接控制電機(jī)的速度。在每個(gè)基頻的開(kāi)始，脈沖極性總是從正到負(fù)或從負(fù)到正。此時(shí)，電機(jī)絕緣承受一個(gè)全幅電壓，該電壓是峰值電壓和PWM產(chǎn)生的脈沖電壓的疊加。

  同時(shí)，由于三相變頻電機(jī)采用分散嵌入式繞組，相鄰兩匝繞組可能屬于不同相，相鄰兩匝繞組中的電流極性可能不同，由此產(chǎn)生的滿幅電壓跳變可能達(dá)到峰值電壓值的兩倍。在這種滿幅電壓的作用下，很容易在繞組匝間產(chǎn)生表面局部放電。氣隙中的空氣受到?jīng)_擊形成電暈，形成外加電場(chǎng)。當(dāng)繞組中的電流方向改變時(shí)，電流產(chǎn)生的電場(chǎng)與施加的電場(chǎng)方向一致。兩個(gè)電場(chǎng)疊加形成更高強(qiáng)度的電場(chǎng)，導(dǎo)致介質(zhì)內(nèi)部損耗增加，介質(zhì)溫度升高。同時(shí)，電纜終端輸出電壓越大，電機(jī)定子上的電壓越大，局部放電次數(shù)越多，導(dǎo)致電磁線表面出現(xiàn)針孔狀損傷或大面積碳化，匝間絕緣擊穿。