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第1章 绪论 1

1.1变频电机及其特点 1

1.1.1电机的发展概况 1

1.1.2变频电机的特点 3

1.1.3变频电机的绝缘技术 4

1.2变频电机绝缘的现状 5

1.2.1变频电机绝缘的特殊性 5

1.2.2变频电机绝缘的过早失效 6

1.2.3国内外变频电机绝缘的研究进展 7

1.3变频电机绝缘的问题 8

1.3.1电机绝缘材料的要求 8

1.3.2传统绝缘结构与工艺的不足 9

1.3.3严酷的电气环境 10

1.3.4变频电机绝缘的改进 13

1.4变频电机绝缘技术展望 15

参考文献 16

第2章 变频电机绝缘材料的物理基础 19

2.1介电材料的基本性能与极化 19

2.1.1介电材料的宏观性质 19

2.1.2化学键 21

2.1.3介电材料的极化与松弛 24

2.2热刺激电流 26

2.2.1热刺激电流的宏观与微观表现 27

2.2.2热刺激松弛和松弛时间 29

2.2.3空间电荷的热刺激电流 33

2.3局部放电的原理 41

2.3.1局部放电的等效模型 41

2.3.2局部放电的特点 43

2.3.3局部放电对固体绝缘的危害 46

2.4介电谱的基本理论 47

2.4.1电偶极矩 47

2.4.2德拜方程 49

2.4.3Cole-Cole图 50

参考文献 51

第3章 纳米绝缘材料的表面与界面 54

3.1材料的表面与界面 54

3.1.1材料的表面 54

3.1.2材料的界面 59

3.2纳米材料的表面与界面特性 65

3.2.1纳米材料及微粒特性 65

3.2.2纳米材料的表面性质 68

3.2.3纳米材料的界面理论 70

3.2.4纳米材料与绝缘介质的性能 75

3.3纳米材料表面与界面的表征 78

3.3.1纳米材料的显微图像分析 78

3.3.2X射线电子能谱 82

3.3.3红外和拉曼光谱 85

参考文献 87

第4章 变频电机绝缘材料及结构 90

4.1变频电机绝缘材料 90

4.1.1绝缘材料耐热等级评定 90

4.1.2常用绝缘材料的特性 92

4.1.3聚酰亚胺纳米绝缘材料 95

4.2变频电机绝缘结构 100

4.2.1低压电机的绝缘结构 100

4.2.2高压电机的绝缘结构 102

4.2.3电机线圈的匝间绝缘 103

4.3变频电机绝缘工艺 104

4.3.1防电晕漆包技术 104

4.3.2高性能绕包技术 105

4.3.3绝缘材料新工艺 106

4.3.4变频牵引电机200级绝缘 109

参考文献 110

第5章 变频电机过电压及其特征 113

5.1PWM脉冲的传播特性 113

5.1.1PWM脉冲波形特征 113

5.1.2反射波和折射波的产生 114

5.1.3PWM脉冲波在电缆上的传输反射过程 118

5.2电机端电压波形及其影响因素 120

5.2.1电机端过电压 121

5.2.2脉冲上升沿时间和电缆长度的影响 123

5.2.3电机端过电压的抑制 125

5.3绕组内部电压分布及其影响因素 130

5.3.1定子绕组分布参数电路模型 131

5.3.2绕组内部电压分布特性 138

5.3.3脉冲上升沿时间和电缆长度的影响 140

参考文献 143

第6章 电机绝缘老化与试验系统 146

6.1变频电机绝缘的老化 147

6.1.1电老化 147

6.1.2热老化 147

6.1.3其他因素造成的老化 148

6.2脉冲电压下的绝缘寿命 150

6.2.1单因子老化模型 151

6.2.2多因子老化模型 155

6.3基于高压方波脉冲的绝缘老化试验系统 156

6.3.1绝缘老化试验系统的发展 157

6.3.2试验系统原理 158

6.3.3高频脉冲电源 159

6.3.4高频脉冲变压器 165

6.4绝缘状态常规检测方法 171

6.4.1绝缘电阻和吸收比 171

6.4.2泄漏电流测量 174

6.4.3介质损耗测量 175

6.4.4局部放电测量 180

参考文献 182

第7章 高压方波脉冲下的局部放电 185

7.1局部放电的测量及统计 185

7.1.1局部放电的测量 185

7.1.2放电信号的特征提取 191

7.1.3高压方波脉冲下局部放电信号的统计 195

7.2局部放电的特征 204

7.2.1不同脉冲波形下的起始放电电压 204

7.2.2波形参数对放电特征参量的影响 206

7.2.3局部放电的相位分辨模式 210

7.3局部放电影响机理分析 213

7.3.1聚酰亚胺薄膜的局部放电 213

7.3.2电磁线的局部放电 219

7.3.3脉冲波形对局部放电参数的影响 220

参考文献 222

第8章 高压方波脉冲下的介电谱 225

8.1介电谱的测量 225

8.1.1电介质的极化与损耗 225

8.1.2介电谱的测量 230

8.1.3影响介质损耗的因素 231

8.2聚酰亚胺薄膜的介电谱特性 234

8.2.1未老化膜的介电谱 234

8.2.2老化不同时间后的介电谱 236

8.2.3不同老化频率下的介电谱 240

8.3电磁线的介电谱特性 242

8.3.1老化不同时间电磁线的介电谱 242

8.3.2不同频率老化电磁线的介电谱 245

参考文献 247

第9章 高压脉冲条件下的空间电荷 250

9.1空间电荷测量装置 250

9.1.1空间电荷测量技术 250

9.1.2热刺激电流测量装置 251

9.1.3空间电荷分布的测量装置 253

9.2热刺激电流测量及分析 261

9.2.1测量方法 261

9.2.2热刺激电流分析方法 264

9.3高压方波脉冲电压老化绝缘的热刺激电流特征 268

9.3.1不同老化时间的热刺激电流 268

9.3.2频率寿命曲线和热刺激电流 271

9.3.3寿命测试 271

9.3.4热刺激电流测试 272

9.4不同脉冲参数对空间电荷行为的影响 275

9.4.1不同参数的脉冲注入后的TSC分析 276

9.4.2不同脉冲的空间电荷分布 276

参考文献 278

第10章 变频电机绝缘老化及表征 281

10.1绝缘老化试验设计 281

10.1.1试验方案设计 281

10.1.2绞线对试样设计 281

10.2介电性能随老化时间的变化特征 282

10.2.1不同老化条件下绞线对的介电特性 282

10.2.2介质损耗随老化时间的变化特征 286

10.3基于局部放电的老化表征参量 289

10.3.1匝间绝缘的电热联合老化 289

10.3.2对地绝缘的电热联合老化 295

10.4高压方波脉冲下的绝缘老化机理分析 299

10.4.1聚酰亚胺薄膜的扫描电镜分析 299

10.4.2绝缘老化分析 304

10.4.3绝缘老化机理 307

参考文献 308