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如何降低电压冲击环境的故障风险?

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:如果测量表明,电压冲击环境超过规定,可以采用以下一种或多种方法减弱冲击电压,以降低这种故障机理的风险。对于常规电动机,滤波器通常一个0.2μF左右的“冲击”电容,即可把电压冲击的上升时间延长到13μs左右。可以通过再次测量电压冲击环境来确认上述措施的有效性。对于成型绕组电机,定子绕组应该符合IEC 60034-18-42标准要求。例如,一个6.6kV的绕组可能采用11kV的绝缘结构。

如何降低电压冲击环境的故障风险?

对于散嵌绕组,即使使用PWM电压源逆变器驱动,在一台具体的电动机上也不一定就肯定存在快速上升和高幅值的电压冲击。这是因为幅值和上升时间受多种因素控制,实际上大多数情况中并没有产生严重的电压冲击[16]。因此,在调试一台新的IFD逆变器驱动的电动机之前,或者如果已经有几台定子发生故障,而且故障原因都可能是冲击电压老化造成的,为谨慎起见,进行实际电压冲击环境测量是必要的。在电动机正常运行时可用一个10MHz带宽高压示波器探头和100MHz的数字示波器来完成测量,也可以使用专业仪器测量[16]。注意必须在电动机出线端处进行测量,在IFD的端子上测量是没有用的。

如果测量表明,电压冲击环境超过规定(见IEC 60034-18-41),可以采用以下一种或多种方法减弱冲击电压,以降低这种故障机理的风险。

1)改变电缆长度和(或)接地形式,基本上能够改变冲击电压幅值。

2)将电缆更换为波阻抗较高的电缆(绝缘较厚),或者介质损耗较大的电缆(例如丁基橡胶或油纸绝缘的损耗非常大)。

3)在逆变器驱动装置(IFD)和电动机之间安装低通滤波器,以延长冲击电压的上升时间。对于常规电动机,滤波器通常一个0.2μF左右的“冲击”电容,即可把电压冲击的上升时间延长到13μs左右(见第8.9.4节[2])。对于逆变器则需要更复杂的滤波器,若像这种大电容接到逆变器输出端,将会因对高频电流的低阻抗而损坏逆变器内部的开关装置。

可以通过再次测量电压冲击环境来确认上述措施的有效性。另外,可以通过下面的方法改善新换绕组承受电压冲击的能力。(www.xing528.com)

1)应用抗PD性能更优的电磁线。已经证明,掺有金属氧化物的电磁线比常规电磁线在承受冲击电压所造成的PD方面,寿命更长久[17,18]

2)对定子进行浸漆,以减少关键部位出现空气隙的可能性。方法包括滴注浸漆和GVPI处理。已经证明,对于散嵌绕组定子准备进行VPI处理时,缠包绕组端部,并且在槽口以及在槽衬和导体之间设置适形毡条作挡漆“坝”,能够显著减少在导体股线间气隙的大小和数量。

3)增加相出线端线圈相邻匝间和它与各线圈及各相之间的距离。前者可以通过把相出线端线圈的匝数减少1匝来实现,多出来的空间可使每根导体的绝缘增厚一些;后者可以在对地和相间位置插入更厚的隔离绝缘材料

对于成型绕组电机,定子绕组应该符合IEC 60034-18-42(见第2.4.3节)标准要求。在尚缺少正规的逆变器装置运行最优化研究的情况下,某些成型绕组电动机制造商如果知道某电动机将用于电压源PWM驱动运行,仅会将绝缘电压等级提高1级。例如,一个6.6kV的绕组可能采用11kV的绝缘结构。这会确保主绝缘不致因较高的PD很快被击穿,也使防晕层不会因流过较大的电容电流而过早失效。

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