低氣壓方波電壓下多電飛機(jī)電機(jī)絕緣局部放電研究

摘要：隨著寬禁帶電力電子器件與電機(jī)技術(shù)加容易引發(fā)局部放電(partialdischarge，PD)，加速電機(jī)繞組絕緣材料的老性，提出基于特高頻下混頻技術(shù)和硅光電倍增緣的界面電荷弛豫過程，發(fā)現(xiàn)重復(fù)方波電壓下ResearchonPartialDischargeofMoreElSUNHao1,2,WANGYalin1,2,(1.DepartmentofElectrical2.KeyLaboratoryofControlofPowerTranAbstract：Duetothedevelopmentofwide-bandgappowerelectronicdevicesandmotortecdensityandcapacityofelectricaircraftmotorshavebeeelectricaircraftpropulsion.However,high-frequencysquarewaveelectricalstresswithhighdU/dt(charge,whichmayacceleratetheagingofinsulatingmaterialtoevaluatetheinsulaordertosolvethisproblem,thispaperintroducesacombineddetectionmethodfocraftpropulsionmotorinsulationbasedonUHFdown-mixwhichhasstronganti-elecposedmethodisusedtomeasurethepartialdiappliedunderdifferentairpressures(downinsulationofmotorinsulationisanalyzed,andtheachargeontransientelectricfieldunderrepeatedsquarewavevoltageisproposed.TtialdischargeinitialvoltageunderfastsquarewavewithdiperformanceevaluationandoptimizationdesignofpropulsionmotorformoreelectrKeywords：partialdischarge;moreelectricaircraft;ultraProjectsupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(5200566電評估，并要求電機(jī)絕緣系統(tǒng)的放電起始電壓電起始電壓(repetitivepartialdischargeinception下降沿產(chǎn)生的電磁干擾(electromagneticinterfer-下局部放電檢測方法。有研究者采用1~500MHzHFCT)來檢測局部放電，但其測量頻帶上限只有數(shù)是PMT需要輔助電路提供較高的供電電壓(0.5~2余電荷對電機(jī)雙絞線絕緣電場動(dòng)態(tài)分布的拮抗作1基于下混頻與硅光電倍增的快速方波電孫浩，王亞林，范路，等：低氣壓方波電壓下多電飛機(jī)電機(jī)絕緣局部放電研究567+??L??) 和?L分別為局部放電信號和本振信號的幅值和相 ωL的差頻信號與頻率為ωC+ωL的和頻信如此便將頻率較高的原始信號uC搬移至頻率較低(在千赫茲至吉赫茲范圍內(nèi))，目前局放檢測的所用μm的雙絞線來模擬電機(jī)繞組絕緣，并使用繞線器Fig.1Diagramofdown-mixingFig.2PDdetection568dU/dt方波電壓。本文中對試樣施加的方波電壓上真空控溫腔體可將內(nèi)部溫度控制在20~250℃,腔感器和絕緣試樣對準(zhǔn)窗口分別安裝在腔體內(nèi)外兩SiPM傳感器之間添加隔熱板，腔體內(nèi)部溫度從20℃上升到200℃,隔熱板外側(cè)溫度會(huì)上升2℃Fig.4PartialdischargedetectionsysFig.5UHForiginalsignalFig.6SpectrumofEMIinterferencea孫浩，王亞林，范路，等：低氣壓方波電壓下多電飛機(jī)電機(jī)絕緣局部放電研究569Fig.7FilteredUHF應(yīng)，并且SiPM光傳感器信號的信噪比顯著強(qiáng)于本文采用脈沖電流法(放電發(fā)生在方波平坦部分避開干擾的位置)對這2種方法在固定實(shí)驗(yàn)設(shè)置條件的正弦波電壓下試樣的PDIV(首次出現(xiàn)放電)與570正弦電壓下的PDIV，這說明方波電壓下更容易出為了進(jìn)一步分析氣壓對雙絞線試樣放電特性時(shí)間(放電時(shí)刻與電壓開始上升時(shí)刻的時(shí)間間隔)以及放電相位–幅值圖譜(phase-resolvedpartialdis-Fig.11Statisticparametersof雙絞線試樣的絕緣結(jié)構(gòu)由固體介質(zhì)絕緣層(常孫浩，王亞林，范路，等：低氣壓方波電壓下多電飛機(jī)電機(jī)絕緣局部放電研究571Fig.12Phase-resolvedpartialdischarge?u(t)=Uε(t)2l1E1+l0E0=u(t)E1+ε0E0=σs1E1?γ0E0+?σs/?t=0?t/τ)(t)=γ1U+(ε1?γ1)Ue?t/τ方波下雙絞線絕緣電場分布情況，雙絞線直徑為Fig.13Insulationstructureandmodeloftw572?=α1(f)E+?ΔE+=α2(f)E?+ΔE(6)γ0/(S·m–1)γ1/(S·m-1)ε0ε15×10–111性方波電壓下場強(qiáng)分布(EAC)與直流電壓下場強(qiáng)分Fig.15ElectricfieldanalysisofunipolarandE?=?1?α1(f)ΔE?α1(f)α2(f)=1?α2(f)Δ+α1(f)α2(+孫浩，王亞林，范路，等：低氣壓方波電壓下多電飛機(jī)電機(jī)絕緣局部放電研究573Fig.16Electricfieldsimul3.3重復(fù)方波電壓下界面弛豫電荷與局放殘余電放電產(chǎn)生的殘余空間電荷納入考慮，并分析其對析的弛豫電荷產(chǎn)生場強(qiáng)Eq共同作用在氣隙中產(chǎn)生Paschen定律用來表征均勻電場下氣隙擊穿電強(qiáng)下雙絞線試樣的PDIV。由于本文研究的試樣絕574Fig.17DynamicsofinterfacerelaxatUinc(p)=+C(8)ABCR2λ(10)用上述概率分布模型來擬合不同壓強(qiáng)下相同強(qiáng)會(huì)更早達(dá)到Einc，因此ti減小。λ先緩慢降低后明顯減小，3）下降沿延遲時(shí)間高于上升沿延遲時(shí)間，該電場略高于下降沿處電場，導(dǎo)致下降沿延遲時(shí)間孫浩，王亞林，范路，等：低氣壓方波電壓下多電飛機(jī)電機(jī)絕緣局部放電研究575Fig.19PDdelaytimedisunipolarsquarewavetiλR2tiλR22）方波電壓下電機(jī)絕緣的PDIV低于正弦電修正的Paschen定律能夠較好地?cái)M合雙絞線試樣表征上升/下降沿放電延遲時(shí)間，延遲時(shí)間期望λ先[1]朱新宇.多電飛機(jī)及其技術(shù)發(fā)展分析[J].民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究，ZHUXinyu.Analysisofmoreelectricairopment[J].CivilAircchinesforthemoreelectricaircraft:partiawhichmotorstatorsareatrisk?[J].conductorsforelectricvehiclesystpowertrainsinaircraft:technicalchTransactionsonEhargeinvestigationofform-woundelectricmachinewrelectricaircraftpropulhargeinvestigationofform-woundelectricmachinewrelectricaircraftpropulpulsevoltageparameterson放電檢測的特高頻天線設(shè)計(jì)[J].高電壓技術(shù)，2020，46(10)：576impulsivevoltageconditionsforinverter-teristicsatrepetitivesquarevoltagesChinaTechnologicalScimoreelectricalaircraft(MEA)[C]//Proceedings2017-43rdAnnualConferenceoftheIEEEIndustrialety.Beijing,China:III:impactofreducedpressureAccess,2021,9:27485-27的方波下局部放電測試方法[J].高電壓技術(shù)，2022，48(3)：