摘要　　交流变频调速电机绝缘早期损坏是局部放电、空间电荷、电介质损耗发热、电磁激振和振动等多种因素共同作用的结果。设计交流变频电机绝缘结构时，必需选用耐电晕的电磁线；选用耐电晕的绝缘材料和低挥发份无溶剂树脂，形成“无气隙绝缘”，提高绝缘结构的整体性。目前我厂变频电机的制造已经起步，且市场前景良好。变频电机的绝缘性能基本上能够满足用户的使用要求。但目前国内制造的用于变频电机的电磁线和绝缘材料与国外同类产品相比尚有较大的差距。今后应大力进行这方面的研究开发工作，并进行有关变频电机的绝缘结构寿命评定的试验研究工作。

　　随着电力电子技术及新型半导体器件的迅速发展，交流调速技术得到不断地完善和提高。性能逐步完善的变频器的问世，以其良好的输出波形，优异的性能价格，使其日益扩大交流调速的市场，从而使交流调速得到广泛应用。例如：钢厂用于轧钢的大型电动机和中、小型辊到电动机；铁路及城市轨道交通用牵引电机；电梯电机；集装箱起吊设备用起重机；水泵和风机用电；压缩机、家用电机用电机等都相继使用交流变频调速电机，取得了良好的效果。

　　采用交流变频调速电机比直流调速电机具有显著的优点主要是：

　　（１）调速容易、节能。

　　（２）交流电机结构简单、体积小惯量小，造价低、容易维修、内用。

　　（３）可以扩大容量、实现高转速和高电压运行。

　　（４）可以实现软启动，实现快速制动。

　　（５）无火花、防暴、环境适应能力强。

　　近期内，国际上变频调速转动以每年１３％－１６％增长率发展，并有逐步取代大部分直流调速转动的趋势。由于以恒频。恒压供电进行特性设计和结构设计的普通异步机应用于变频调速系统时，毕竟存在这很大的局限性。应此，国外有关厂商都有专用的变频交流电动机系列推出，推向市场。这些变频专用的异步电动机根据使用的场合和使用要求的不同，在设计上有侧重：有低噪音、低震动用的电机；有提高低速转矩特性的专用电机；有高速专用电机；有带测速发电机的电机以及矢量控制专用电机等。值得注意的是：随着交流变频电动机的广泛使用，国内外都相继出现大批交流变频调速电动机绝缘早期顺坏的现象，许多交流变频电机运行的寿命只有１－２年，有的甚至只有几个星期以至于在试运行中电机绝缘就出现损坏，而且损坏通常发生在匝间。对此，引起国内外学者和专家的特别关注。这也是电力逆变技术的发展应用给电机绝缘技术提出的新课题。实践证明，过去年几十年研究和制定的与工频正玄波电机有关的绝缘设计理论，不能适用于交流变频调速电机。需要研究变频电机绝缘的损坏机理，制定关于交流变频电机绝缘设计的基本原理，建立交流变频电机的工业标准和导则。

　　我厂于８０年代末期即开始研制开发交流变频电机。１９９６年ｙｔｓｐ交流变频电机即通过上级部门组织的鉴定，投入批量生产。为了解决变频电机的绝缘问题，１９９７年９月上海市科委正式下达项目，由上海交通大学和我厂共同进行了“变频电机绝缘技术关键问题的研究”。本文主要叙述我厂在交流变频电机的研究、开发、制造，特别是１９９７年以来，我厂在交流变频电机的绝缘方面所进行的试验和应用工作。

　　１　　变频电机绝缘的损坏机理

　　１．１　电磁线的损坏

　　（１）局部放电和空间电荷。目前，变频调速交流电机均采用ｉｇｂｔ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　ｇａｔｅ　ｂｉｐｏｌｅｒ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ　绝缘栅二极管）技术ｐｗｍ（ｐｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　脉宽调制）变频器控制。其功率范围大约是０．７５－５００　ｋｗ。ｉｇｂｔ技术可以是提供上升时间极短的电涌，其上升时间是２０－１００　ｍｓ，所产生的电脉冲有极高的开关频率。达到２０　ｋｈｚ。当一个快速上升沿电压从变频器导电机终端电缆时，由于电机和电缆的阻抗不匹配，产生一个反射电压波。这个反射波返回变频器，并在感应出另一个由于电缆和变频器阻抗不匹配而产生的反射波加在原始电压波上，从而在电压波前沿产生一个尖锋电压（见图１所示）。尖锋电压的量级取决于脉冲电压的上升时间和电缆的长度。

　　通常电缆长度增加时，电缆两端都产生电压。电机端的过电压幅值随电缆长度增加而增加，并趋于饱和。而电源端的过电压比电机端的过电压小，并几乎与电缆长度无关。试验证明，过电压开始产生于电压上升沿和下降沿处，并发生衰减振荡，其衰减服从于指数规律，振荡周期随电缆长度而增加。

　　对ｐｗｍ驱动脉冲波形有二种频率，其一是开关频率，它表示脉冲速度。尖锋电压的重复频率与开关频率成正比。另一个是基本频率，直接控制电机的转速。在每一个基本频率开始时，脉冲极性从正到负或从负到。所以，在这一时刻，电机绝缘承受着一个由二倍于尖锋电压值的全幅电压。另外，在一个散嵌绕组的三相电机中，相邻二匝可能会分