[实用新型]用于变频电机电磁线耐电晕测试的重复高压方波发生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高压方波发生器，具体地说，是涉及一种用于变频电机电磁线耐电晕测试的重复高压方波发生器。

背景技术

基于脉宽调制(PWM)技术的变频驱动的迅猛发展推动了变频电机在各行业的广泛应用，变频驱动电机在国民经济中扮演着越来越重要的角色。然而，变频电机绝缘受高频、快速变化的重复脉冲作用，电应力对绝缘寿命的影响较正弦工频电应力更加严酷，大量变频电机出现未达到设计寿命就提前损坏的现象。利用重复高压方波，测试变频电机绝缘寿命并改进变频电机绝缘系统，对提高变频电机运行稳定性具有重要的现实意义。

变频器输出ns级变化的脉冲电压，连接电机后遇到波阻抗不匹配，会发生波折射和反射。陡上升沿在变频电机端部产生尖峰反射电压并叠加在高压方波脉冲上，连续的方波脉冲对定子绕组绝缘具有很强的冲击，脉冲电压下产生的局部放电侵蚀绝缘系统的部分区域，加快了变频电机绝缘失效进程。

开展绝缘系统在高频脉冲下的耐电晕测试需要具有高频高压脉冲输出的重复高压方波系统。IEC60034-18-41和IEC 60034-18-42标准中，要求在研究旋转电机绝缘材料电老化实验和测试分析局部放电时，使用重复高压方波电压对变频电机绝缘系统进行耐电晕和局部放电起始电压测试，同时对重复高压方波电压的波形参数（峰峰值、占空比、频率、上升时间、波形对称）做了说明。GB/T21707-2008变频调速专用三相异步电动机绝缘规范，也对材料耐电晕测试的脉冲波形做了说明和建议。

现有脉冲方波发生器存在不能同时满足标准所有要求（如满足上升沿则不满足波形对称、满足波形对称则电压过零存在死区、满足电压上升连续则负载容量小等等），从而不同脉冲方波发生器对同一材料进行电老化实验、局部放电测试、耐电晕寿命测试等测试时，其测试数据往往具有很大的分散性，测试对照不充分结果不具有说服力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于变频电机电磁线耐电晕测试的重复高压方波发生器，主要解决现有技术中存在输出波形不标准，不能同时满足标准所有要求的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于变频电机电磁线耐电晕测试的重复高压方波发生器包括可调正高压直流电源、可调负高压直流电源、220V交流电源、辅助电源、第一充电电阻、第二充电电阻、TTL触发信号电路和半导体高压固态开关，220V交流电源的输出端分别与可调正高压直流电源的输入端、可调负高压直流电源的输入端和辅助电源的输入端连接，第一充电电阻的两端分别与可调正高压直流电源的输出端和半导体高压固态开关的正输入端连接，第二充电电阻的两端分别与可调负高压直流电源的输出端和半导体高压固态开关的负输入端连接，辅助电源的输出端分别与半导体高压固态开关的电源端和TTL触发信号电路的电源端连接，TTL触发信号电路的信号输出端与半导体高压固态开关驱动信号输入端连接。

进一步的，可调正高压直流电源与第一充电电阻之间和电源可调负高压直流电源与第二充电电阻之间均连接有过流保护电路，过流保护电路的电源端与辅助电源连接。

本实用新型的电路拓扑为半桥电路，以半导体高压固态开关为核心，高压方波从半桥上、下桥臂中心输出。

具体地，充电电阻由多个依次连接的无感电阻构成，且所有无感电阻排列为“弓”型，减小充电回路的电感干扰；所有无感电阻的排列形状也可为其他使本实用新型具有结构紧凑、体积小特点的连接形状。

具体地，可调正高压直流电源最高输出+8kV直流，容量1kVA；可调负高压直流电源最高输出-8kV直流，容量1kVA。

具体地，半导体高压固态开关为金属氧化物半导体场效应管MOSFET。

具体地，辅助电源为低噪高效的开关电源；辅助电源也可为其他开关电源。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型为以半导体高压固态开关为核心元件的半桥电路，高压方波从半桥上、下桥臂中心输出方波，方波对称，且无电压过零死区，采用本实用新型测试变频电机电磁线耐电晕寿命将会更准确。