有关变频器驱动电动机中浪涌对策的基础研究

3.3 过电压寿命（V- t）特性

采用三种（A、B、C）耐局部放电电线作为评价的试样，进行了V-t特性试验。试验装置与图2所示相同。

⑴ 使用高频交流电源的V-t特性（室温）

进行了相当于0种类的原来电线与耐局部放电电线作为试料的试验。图10所示为室温下的试验结果。试验频率10kHz时，在电压1.0 kVrms及1.5 kVrms 2个条件下做试验（rms-均方根值）。对比原来的电线，耐局部放电的无论哪种电线均为(50~200)倍的长寿命，这已得到确认。

⑵ 使用模拟变频器脉冲电源的V-t特性

同样地，相当于0种类的原来电线与耐局部放电电线作为试料，载体频率20kHz，在模拟（5脉冲/同极）电压2.15 kVo-p下进行试验。图11所示为试验结果。已经确认，对比原来电线，耐局部放电电线的几种试样（A、B、C），其寿命延长（25~100）倍。

⑶ 使用高频交流电源的V-t特性（高温）

设定实际运转时的温度，对V-t特性的温度依赖性进行了研讨。图12所示为高温下的V-t特性。耐局部放电电线A、B，室温下施加电压1kVrms时，显示出超过1000h的寿命。但试验温度（电线温度）达到135℃及以上时，寿命则为300h左右。可见，寿命已明显缩短。而原用电线的破坏时间约为2h，故比原来电线的寿命仍能确保150倍的寿命。如进一步把温度上升到195℃，则所有被评价试料的电线，在不足100h时绝缘就已损坏。原来电线的破坏时间约为1h，在此高温下，耐局部放电电线对比原用电线就显示不出什么优越性了。

图10 V-t特性（正弦波，室温）

室温下施加正弦波电压时的V-t特性，比原用电线寿命长50~200倍

图11 V-t特性（同极性脉冲，室温）

施加模拟变频器脉冲电压时的V-t特性，对比原来的电线寿命长25~100倍

图12 V-t特性（正弦波，高温）

室温下的V-t特性如图所示，图中可见，随着电线温度的升高，寿命降低

图13 耐局部放电电线的表面观察（V-t特性试验，135℃，1KVrms）

3.4 耐局部放电电线的表面观察

图13给出试验温度在135℃下进行的特性试验,对耐局部放电电线的表面观察（SEM）。从图中可见到漆包线的凝集物与放电痕迹。由于放电，表面受到侵蚀的外观一目了然。互扭的麻花线对（试料），在2根电线接触的地方①，由于局部放电导致绝缘皮膜受到侵蚀，已确认附着了侵蚀部的凝集物。该凝集物劣化、分解绝缘膜中的有机物，推测凝集的东西将析出在纳米填料的表面，其大小已达到约1μm。

电线相互间未接触的地方②，已见到无数的放电痕迹。由这2根电线间产生放电，可推测出卷入整个电线绝缘膜受侵蚀的情况。但是，在②中的侵蚀程度比电线接触处①的侵蚀小，仅限于绝缘膜表层的侵蚀。

4 归纳总结

⑴ 局部放电初始电压（PDIV）受波形、脉宽、频率的影响小，主要取决于波高值（Vp-p）。

⑵ 由变频器浪涌导致的PDIV，分为重复部（单极性）和极性相反部产生的2种情况。掌握实际采用的电压图形很重要。

⑶ 从局部放电电线的V-t特性上，已确认寿命为原来电线的100倍以上，应用于实际电动机上时，应考虑其运转的温度。

5 结束语

为了掌握变频器浪涌造成的电动机线圈导线绝缘的影响，对变频器浪涌导致的局部放电进行了特性试验。而且，作为变频器驱动中解决问题的一个环节，进行了耐局部放电电线的寿命试验。针对耐局部放电电线的实用化已取得了基本的研究成果。今后，对变频器驱动电动机存在课题的解决还要继续努力。目标旨在提供更多高性能、高可靠性的电动机创造效益、服务社会。

原文作者和出处

*大石和城 Kazuki Oishi *吉靖浩Yasuhiro Yoshioka

インバ`タl与Cにおけるサ`ジ对策の基A视

《明电时报》通卷328号 2010 NO.3 P51-56■