變頻電機用漆包線耐電暈電、熱老化性能的分析研究

張利 趙帥偉

摘 要：時代的快速發(fā)展促使變頻電機逐步的走入到了人們的日常生活中。為了確保變頻電機在工作開展的過程中能夠正常運行，變頻電機用漆包線耐電暈電、熱老化性引起了越來越多人的關注。這篇文章對變頻電機用漆包線耐電暈電對變頻電機使用時間和使用質量的影響進行了詳細的闡述，側重介紹了變頻電機用漆包線耐電暈電性能測檢測過程中的變量，除此之外，這篇文章還對變頻電機用漆包線的熱老化性能進行了研究與分析。

關鍵詞：變頻電機用漆包線;耐電暈;熱老化性能;分析

脈寬調制基本原理的出現不僅推動了脈寬調制技術的迅速發(fā)展，同時也使得變頻電機交流調試技術得到了前所未有的進步。對變頻電機用漆包線、耐電暈電熱老化性能進行研究與分析，對提高人們的生活品質將會有十分重要的幫助。

一、變頻電機用漆包線耐電暈電的分析

要變頻電源系統(tǒng)在運行的過程中會因為外界的高頻電壓使其電機產生電暈，從而引起電動機在運行的過程中產生局部放電的現象。過高的電流會使得電動機的局部的戒指發(fā)熱，進而使得電動機的絕緣材料產生了裂解現象，使得變頻電機的絕緣部分遭受嚴重的損害。具體來講，變頻器的核心部件是雙極晶體管和絕緣柵等。與雙極晶體管相比較，絕緣柵具有啟動簡單、容易保護和高速開關等優(yōu)勢。這樣算的高速開關主要是建立在快速導體的基礎之上，其最高的頻率可達到0-40kHz，但是在正常情況下其高速開關的頻率一般為20kHZ。將變頻器的輸出波形進行繪制可以發(fā)現，其波形是呈現斗上升和斗下降的趨勢，其圖像類似于正弦電壓但是又與工頻的正弦電壓存在不同的之處，總而言之，變頻器在運行過程中所產生的這類波形會對變頻器的電機絕性像產生不利的影響。

當變頻器在工作的過程中其工頻正弦波也會像脈沖波進行轉換。變頻器在工作的過程中會形成脈沖波，其產生的脈沖波可以從變頻器端通過電纜傳送到電機的接線端。并且電纜與電機之間的阻抗作用也會產生另一個波形，該波形被稱為反射波。反射波與變頻機中的原始的電壓波相互疊加形成一個尖峰電壓。尖峰電壓的大小會受到電纜長度和脈沖電壓上升時間的影響。電纜長度越長，電線兩端所產生的電壓就會越來越高。

變頻器在運行的過程中一旦絕緣線圈中通過脈沖電流，在短時間內大部分通過的脈沖電流就會使得線圈中的電壓分布不均勻。通過一系列的模擬電機定子繞組實驗可以得出電壓波形，實驗表明電動機的定子繞組上面匝線的會對電壓的分布產生很大的影響。

總而言之，變頻電機在變頻調速系統(tǒng)中占有十分重要的地位，變頻電機的使用壽命和運行狀態(tài)將對變頻調速系統(tǒng)的正常運行產生極大的影響。為了能夠使得變頻電機的使用壽命延長，就對變頻電機出現壽命短和易被擊穿的現象進行了研究與分析，發(fā)現以下結論：提高漆包線組的熱性能和電性能是提高變頻電機使用壽命的基礎。

但是因為變頻調試在接通電流之后就會形成高聳的脈沖電壓，所以想要延長漆包線的使用壽命是非常困難的。研究人員在這種大環(huán)境下研究出了一種新式的能夠抵抗電暈的變頻器包線。

二、變頻電機研究背景

電機的使用在我們日常生活中占有十分重要的地位，電機的使用不僅體現在兒童玩具和小電動汽車的小方面，同時也是中行工程機械快速發(fā)展的必備物品。隨著時代的不斷發(fā)展，變頻類電器不僅成為市場上的主流物件，而且深受人民群眾的喜歡。但是將PWM變頻器安裝在我們日常生活所使的電機上面，雖然可以有效地改善傳統(tǒng)電機工作效率低的現狀，但是會使得電機的使用壽命明顯縮短。經過一系列的研究發(fā)現，PWM變頻器在越想到過程中會產生局部放電，局部放電所產生的電流會使變頻電機中的元件受到迫害。局部放電指的是變頻器在工作的過程中會受到外界電力的加壓，從而會使得變頻器中的電子設備產生場強，不同電子設備的場強強度不同，所以在變頻電機中形成場強。場強差的形成會導致局部的電子設備產生局部放電現象，從而使得變頻器的使用壽命受到影響。并且每次電氣設備的放電強度不一，局部長時間放電會引起相應的物理效應和化學反應，從而會加快變頻器中絕緣部件的損壞。

三、對變頻電機漆包線的電、熱老劃線能進行分析

與傳統(tǒng)的電機相比較，變頻電機的優(yōu)勢在于其供電電壓頻率較高、傳送時間較短。但是變頻電機在工作運行的過程中要持續(xù)不斷地接受高頻率脈沖電壓的打擊。除此之外，將變頻電機應用到工程實施的過程中不僅會出現噪音和震動較大的現象，而且也會使得較大的軸承機械的磨損嚴重。并且在脈沖電壓不斷地打擊下，變頻電機中的變頻器機中的變頻漆包線組的工作環(huán)境將變得越來越惡劣，這不僅會使的變頻器包線組的使用壽命會縮短，而且其線圈的老化也會給工作人員的工作環(huán)境帶來潛在的危險。相比較的來說，變頻電機漆包線的老化原理更加復雜。因為變頻電機漆包線的老化的主要原因是因為其在運行過程中產生的脈沖電壓會產生磁場和電場，在磁場和電場雙重的作用下會產生一系列復雜的物理變化和化學反應，這一系列的原因都是導致變頻電機漆包線老化原理復雜性的主要原因。但是總的來講，對漆包線的老話還是需要從兩個方面進行分析，分別是電老化和熱老化。

（1）電老化。根據上面的文章我們可以知道，變頻電機在運行的過程中需要不斷地承受雙極性的高頻脈沖電壓的沖擊，從而使得變頻電機的漆包繞組匝間會產生局部放電的現象。漆包線組雜間產生的放電現象是引起變頻電機產生物理變化和化學反應的重要原因，而電暈就是指電體表面在氣體或液體的介質中所產生的局部放電現象。電源是在不均勻的電場中所產生的一種穩(wěn)定放電的現象。因為電廠中的各種介質不均勻，所以從整個電場來講，各個部位的電場強度是不一致的。在電場中，電力線越密集電場強度越大，電力線越稀疏電場強度越小。當變頻電機加上高壓之后，電場中的電暈就會產生放電現象。電源所產生的放電現象會加速空氣中的分子的碰撞，從而使得所產生的電離子加速了變頻電機的漆包線組線的絕緣老化。

（2）熱老化。因為電機內部漆包線組安裝的空間十分的狹隘，所以當激烈的電磁場產生電流時就會使得狹隘的空間里面的溫度升得越來越高，從而導致空間里的空氣的溫度也在逐步升高。因此我們可以看出，電機內部的漆包線組會在高溫的環(huán)境里面開展工作。高溫環(huán)境的產生不僅會使得陷入被擊穿的效率提高，而且使得電機內部漆包線走的老化的速度也在不斷的加快。

除此之外，電老化和熱老化之間有著密切的聯(lián)系，他們既相互影響又相互促進。電老化能夠促進熱老化，熱老化也能夠促進電老化。總而言之，變頻電機耐電暈的漆包線的絕緣線會在電老化和熱老化的影響下反復的加速老化。并且電機的使用時間越長，其惡性循環(huán)的次數越多，從而會使得變頻電機耐電暈的漆包線的絕緣性和電熱性性能在不斷的降低，并且其使用壽命會加速縮短。因此我們可以看出，耐電暈漆包線的耐電性能在檢測的過程中需要從電老化和熱老化兩個方面進行同時測量。

依據變頻電機在工作的過程中所使用的裝置電源，在對變頻器包線耐電暈性能檢測需要從脈沖波和方形波等幾個變量進行全方面的檢測。

四、結語

最近幾年，國內外很多的廠家都在大力研發(fā)各種各樣的耐電暈得起保險，因為耐電暈的漆包線對變頻電機的使用壽命和運行狀態(tài)產生了十分重要的影響。提高漆包線的耐電暈性能不僅可以有效的延長變頻電機的使用壽命，而且還能夠有效的提高變頻電機的安全性能等。只有對漆包線的耐電暈性能的各個方面進行檢測，才能夠制造出性能更高的優(yōu)良產品。變頻器包線的那監(jiān)獄性能是否能夠確保變頻電機能夠安全運行，對其在高電場下的工作元件進行安全性能的檢測是十分重要的。雖然目前市場上存在著各種各樣的耐電暈漆包線產品，但是其那電暈的性能之間存在很大的差別，這就要求相關部門能夠加強對市場上漆包線耐電暈性能的質檢，以確保市場上的耐電暈的變頻器報線的質量都合格。

參考文獻：

[1]王湄.變頻電機用漆包線耐電暈電、熱老化性能的分析研究[J].電子制作，2017（18）：57-58.

[2]李園園，黃慧潔，管兆杰，徐學敏，林毅棟.拉伸對變頻電機用漆包線耐電暈性能的影響[J].電機與控制應用，2017，44（08）：115-119.

[3]邱陽.變頻電機用漆包線耐電暈測試儀的設計和實現[D].西安電子科技大學，2012.

[4]黃小艷.變頻電機用漆包線耐電暈性能測試儀的研制[D].西安電子科技大學，2011.