聲明

有關電機絕緣推文的相關參考資料，請參考附錄中的文獻。

文中討論主要以西門子產品“1LA8/1PQ8”產品為主，對于標準電機將以相關手冊為準。

1  概述

我們在前一篇推文（跳轉到前一篇）中介紹了PWM電壓脈沖波在長線傳輸的模型以及在電機繞組端的電壓波形及過渡過程，其在電機繞組中產生Zui高為2倍的直流母線電壓的瞬時峰值電壓，當然這決定于PWM電壓脈沖波的上升時間及電纜長度等因素。

在本文中，我們將討論在電機繞組端產生的電壓脈沖波在電機繞組中的傳輸過程，詳細的介紹對電機繞組絕緣的影響。

2  電壓脈沖波在電機繞組中的波形分析

電機端脈沖電壓的超調在繞組相間和相對地之間的主電機絕緣基本沒有影響，原因在于電機絕緣系統完全能夠承受這個電壓范圍。然而，由于很短的上升時間，產生的電壓超調將增加線圈匝間的絕緣承受能力，特別是在同一個線圈內隨機的相互接觸的匝間以及線圈終端。

以電壓峰值（由于電機與電纜端阻抗變化產生的反射電壓疊加）沿電機繞組持續傳遞的電壓脈沖的前沿，如同電壓脈沖在電機電纜傳播一樣，同樣可以測量在電機繞組中的傳輸時間（傳輸線傳輸性質）。

圖1電壓脈沖在電機繞組中的傳輸*)

*）請參考附錄文獻[1]

圖1中解釋了在匝間，同一個線圈的隨機接觸導線之間或同一個線圈的端部（首末端）峰值電壓在傳輸過程所造成的非常大的壓差。這個較大的壓差隨著峰值電壓在線圈中傳輸由于高頻感抗與容抗的衰減作用而逐漸的減小。

匝間及一套線圈中隨機導線之間出現的電壓差在電機及繞組參數（比如，電機銘牌，繞組類型，匝數，線圈尺寸，匝導體的傳輸時間等）、電壓脈沖在變頻器端-電纜（傳輸線）-電機端入射電壓多次反射的傳輸時間（tp）（決定在電機端的電壓脈沖峰值）等因素下將達到電機端入射峰值電壓的30%~90%。

在正弦供電電壓（均勻分布）下，取決于線圈數量，線圈端部僅承受相電壓的很小部分。而對于變頻器供電的電機，將在線圈內承受的電壓強度將顯著的增加。

3  結論

本文中討論了PWM電壓脈沖波通過長線傳輸在電機繞組端形成的電壓入射波在電機電機繞組傳輸過程中的響應及對于電機繞組絕緣的影響。

在接下來的推文中我們將給大家介紹電機的繞組構成及其絕緣系統。

附錄

文獻引用：

[1] GAMBICA_Motor_Insultation_Voltage_Stresses_Report1_3rd_Edition

[2] Winding_HV Micalastic - Insulation System_Customer Information TU-IK019_en_2008

[3] Winding_LV Durignit F - Insulation System_Customer Information TU-IK020_en_2007

[4] Winding_LV Durignit H - Insulation System_Customer Information TU-IK074_en_2007

[5] Winding_LV Insulation System -  Voltage Stress_Customer Information TU-IK 002_en_2001

[6] sinamics-engineering-manual-v6-0-en

[7] ABC of Drives_en

[8] ABC of Motors_en

[9] Engineering manual_motors LV standard-drives-en

[10] motion-control-drives-D21-4-complete--English-2017

[11] Motors-D81.1-complete-English-07-2019