基于热刺激电流的高压脉冲下聚酰亚胺膜绝缘老化研究

论文摘要

随着功率开关器件的发展,变频调速系统在调速领域得到了迅速发展。但逆变器输出的变频脉冲电压使变频电机绝缘材料工作状况发生了巨大的变化,绝缘材料过早破坏的情况时有发生,且绕组匝间绝缘破坏的概率较高。聚酰亚胺以其较高的耐热等级、介电强度和优异的机械、化学、耐辐射性能在变频电机的绕组绝缘中得到了广泛应用。因此,研究聚酰亚胺在高压脉冲电压下的绝缘老化过程和失效机理,对完善变频电机绝缘结构设计,提高变频电机的运行寿命具有重要意义。本论文主要针对聚酰亚胺膜在高压脉冲电压下的绝缘老化开展工作。首先研制了一套适合于聚酰亚胺膜去极化电流测量的热刺激电流测试系统,并分析了聚酰亚胺热刺激电流测试中寄生电流的形成机理及其对热刺激电流测试的影响;然后利用研制的装置测试了高压脉冲电压下不同时间和频率老化后聚酰亚胺的热刺激电流图谱,通过谱图分析得出了聚酰亚胺膜内部陷阱电荷量和活化能的变化规律;最后结合高压脉冲电压下聚酰亚胺膜的绝缘寿命测试和不同条件老化后聚酰亚胺膜表面、截面的扫描电镜,分析了高压脉冲电压下聚酰亚胺的绝缘老化过程,探讨了聚酰亚胺绝缘状态的评估方法。本论文的研究工作为深入了解高压脉冲电压下聚酰亚胺膜的绝缘老化机理打下了良好的基础,同时也为运用无机纳米填料改良聚酰亚胺绝缘性能提供理论支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 变频调速系统的应用及面临问题
• 1.2 变频电机中聚酰亚胺破坏的研究现状
• 1.2.1 聚酰亚胺在变频电机中的应用
• 1.2.2 聚酰亚胺绝缘破坏的研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 热刺激基本理论
• 2.1 热刺激电流的基本理论
• 2.1.1 偶极子松弛的热刺激电流
• 2.1.2 空间电荷松弛的热刺激电流
• 2.2 热刺激电流图谱分析
• 2.2.1 半峰宽法
• 2.2.2 全曲线计算法
• 2.2.3 起始上升法及其改进
• 第3章 热刺激电流测试系统
• 3.1 直流加压系统
• 3.2 电流测量系统
• 3.2.1 电流放大电路设计
• 3.2.2 抗干扰设计
• 3.3 温度控制系统
• 3.3.1 温度转化电路
• 3.3.2 升温速率测定
• 3.4 数据采集系统
• 第4章 聚酰亚胺膜热刺激测试中的寄生电流
• 4.1 热电效应理论
• 4.2 寄生电流的机理及特点
• 4.2.1 实验过程
• 4.2.2 实验结果与讨论
• 4.3 寄生电流对TSC测试的影响
• 4.3.1 实验过程
• 4.3.2 实验结果与讨论
• 第5章 基于热刺激电流的聚酰亚胺膜老化分析
• 5.1 老化时间对聚酰亚胺膜的影响
• 5.1.1 实验过程
• 5.1.2 实验结果与讨论
• 5.2 老化频率对聚酰亚胺膜的影响
• 5.2.1 实验过程
• 5.2.2 实验结果与讨论
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果