大电机磁极线圈匝间绝缘试验设备的研究与设计

论文摘要

大电机磁极线圈匝间绝缘试验是为了检验磁极线圈匝间绝缘耐压性的检查性试验。它是提高磁极线圈产品可靠性的一个重要环节。目前的执行国家标准也对磁极线圈匝间绝缘试验进行了相应规定。本课题是以对磁极线圈更高电压等级匝间绝缘试验设备的实际需求而展开的。通过阅读大量国内外文献,结合前人以往的科研经验,研究了磁极线圈匝间绝缘试验技术,并设计了一台磁极线圈匝间绝缘试验设备,本文主要做的工作如下:首先,本文对目前各种磁极线圈匝间绝缘试验技术的主要方法进行了概述,介绍了磁极线圈匝间绝缘试验技术发展的现状,并对较高频率下磁极线圈匝间绝缘试验方法进行了详细分析。研究出一种应用电力电子开关IGBT逆变桥直接产生较高频率磁极线圈匝间绝缘试验电压波形的方法,通过Orcad/Pspice软件的电路仿真分析,确定了主回路选用串联谐振的试验方法。设计了磁极线圈匝间绝缘试验设备的主电路,并通过仿真分析确定了主电路的元件参数。第二,本文利用高电压试验技术、电力电子技术和单片机技术等对磁极线圈匝间绝缘试验设备控制与显示系统进行了设计,包括:基于51单片机的信号检测系统、基于M57962的全桥逆变控制系统、基于继电器互锁的保护系统以及信号显示系统。实现了试验设备的调压、调频、逆变电路保护和电压电流监测与显示等功能。第三,搭建了低电压小容量试验平台,针对本文提出的设计方案进行了模型实验验证,并对试验波形进行了分析。实验所得结果证明本文所设计的磁极线圈匝间绝缘试验设备原理正确,满足实际要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景、目的及意义
• 1.2 匝间绝缘试验的主要方法
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 第2章 磁极线圈仿真分析及匝间绝缘试验方案分析
• 2.1 磁极线圈电路模型的建立及其特性分析
• 2.1.1 磁极线圈分析模型Ⅰ
• 2.1.2 磁极线圈分析模型Ⅱ
• 2.1.3 磁极线圈分析模型Ⅲ
• 2.2 试验设备主回路方案选取及仿真
• 2.2.1 串联谐振回路法分析
• 2.2.2 并联谐振回路法分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 主电路元件的选择与设计
• 3.1 磁极线圈匝间绝缘试验设备整体结构设计
• 3.2 整流桥与触发电路的设计
• 3.3 逆变桥与死区电路的设计
• 3.4 IGBT 驱动与保护电路的设计
• 3.5 IGBT 驱动电源电路的设计
• 3.6 主电路与谐振电路的联合仿真
• 3.7 本章小结
• 第4章 控制和检测系统的设计
• 4.1 控制与检测系统的整体结构设计
• 4.2 主控芯片与频率控制的实现
• 4.3 检测系统的硬件设计
• 4.3.1 阻容分压器的设计
• 4.3.2 峰值检波电路的设计
• 4.3.3 模数转换电路的设计
• 4.4 单片机程序流程图
• 4.5 本章小结
• 第5章 磁极线圈匝间绝缘模拟实验
• 5.1 模拟实验整体设计
• 5.2 模拟试验线圈的制作和谐振电容的选用
• 5.3 实验设备的构成
• 5.4 实验分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢