عزل ملفات المحرك واختبار التفريغ الجزئي لأنظمة القيادة بجهد 800 فولت

800تعمل معماريات V EV على زيادة المخاطر في اختبار العزل

التحول من 400 الخامس ل 800 هياكل V EV – التي أظهرتها بورشه تايكان, هيونداي أيونيك 5 وEV6, دعونا EV6, أودي Q8 إي ترون, وينتشر الآن في السيارات ذات الحجم السائد - حول عزل ملفات المحرك من فحص التصنيع الروتيني إلى نشاط هندسي بالغ الأهمية للموثوقية. في 400 V, التفريغ الجزئي (بي دي) كان العزل المتعرج مصدر قلق بسيط ظهر على مدى سنوات من التشغيل. في 800 جهد الحافلة V, مع التحويل عالي التردد من محولات SiC التي تولد طفرات جهد تصل إلى 1600-2000 فولت, يمكن أن يؤدي التفريغ الجزئي إلى تدهور العزل خلال أشهر بدلاً من سنوات.

تركز هذه المقالة على العزل المحدد وطرق اختبار PD ذات الصلة بمحركات الجر التي تعمل في مجموعات نقل الحركة ذات الجهد العالي للمركبات الكهربائية - وهو موضوع يختلف عن اختبار إنتاج المحركات العام وغالبًا ما لا يفهمه المهندسون الذين عملوا بشكل أساسي مع 230/400 الآلات الصناعية V.

ما هو التفريغ الجزئي وسبب أهميته

التفريغ الجزئي هو حدث انهيار عازل موضعي في نظام العزل الذي لا يسد فجوة القطب على الفور - فهو يتوقف عن حدوث وميض كهربائي كامل. في لف المحرك, يبدأ مرض باركنسون عادةً في الجيوب الهوائية الصغيرة المحاصرة بين المنعطفات المتجاورة للسلك المغناطيسي, بين العزل بدوره وتشريب الورنيش, أو على بطانة الفتحة للواجهة النحاسية. كل حدث PD صغير (بيكو كولوم من نقل الشحنة, نانو ثانية في المدة), لكن التأثير التراكمي لملايين الأحداث في الثانية عند تردد التبديل العالي يؤدي إلى تدهور العزل من خلال التآكل الكيميائي وتتبع السطح.

العتبة الحرجة هي جهد بداية التفريغ الجزئي (PDIV) — الجهد الذي يحدث عنده PD لأول مرة. لتصميم جيد 800 لف محرك الجر على شكل حرف V, PDIV (يتم قياسها عند أطراف المحرك) يجب أن يتجاوز بشكل مريح أسوأ ارتفاع في جهد العاكس أثناء الخدمة. مع محولات SiC التي تحقق قيم dV/dt تبلغ 20-50 كيلو فولت/ثانية وسعة رنين تبلغ 1.5-2× جهد ناقل DC, أ 800 يعرض نظام V بشكل روتيني عزل الملفات إلى 1600-2400 فولت عابر.

المعايير المطبقة وإطار الاختبار

المعايير الدولية الأساسية هي:

• IEC 60034-18-41: اختبارات التأهيل والقبول لأنظمة عزل المحركات تحت التشغيل المغذي بالمحول - تحدد النوع الأول (لدن بالحرارة) والنوع الثاني (بالحرارة) منهجيات التقييم.
• IEC 60034-18-42: اختبارات التأهيل والقبول على مستوى الماكينة للآلات التي تغذيها المحولات.
• IEC 60270: دائرة قياس قياسية لقياس التفريغ الجزئي (الطريقة المرجعية).
• IEC 62539 / IEEE 930: دليل التحليل الإحصائي لبيانات تحمل جهد العزل الكهربائي.

عناصر الاختبار الأساسية

1. ايه سي هيبوت / اختبار عازل عالي الإمكانات

اختبار القبول الأساسي - قم بتطبيق جهد أعلى بكثير من جهد التشغيل المقدر بين الملف والإطار لمدة دقيقة واحدة. لكل اللجنة الكهروتقنية الدولية 60034-1, عادة ما يكون جهد الاختبار 2 × الجهد المقنن + 1,000 V (ايه سي آر إم إس) أو 1.7 × لإعادة الاختبار بعد الخدمة. ل 800 نظام الخامس, هذا يترجم إلى 2,600 الخامس التيار المتردد RMS. يتم القياس بالنجاح/الفشل — أي تيار تسرب يتجاوز العتبة (عادة 10 مللي أمبير تيار متردد أو كما هو محدد من قبل الشركة المصنعة للمحرك) يشير إلى فشل العزل.

المقاييس الرئيسية: التسرب الحالي مقابل. وقت; الوقت للانهيار (إذا تم استخدام بروتوكول التعلية); النجاح/الفشل مقابل. عتبة التصميم.

2. بدء التفريغ الجزئي وقياس جهد الانقراض

يقوم الاختبار بتنشيط ملف المحرك بجهد جيبي أو أحادي القطب (لكل اللجنة الانتخابية المستقلة 60034-18-41 الملحق أ), البدء بأقل من PDIV المتوقع والتكثيف بمعدل متحكم فيه. مكثف اقتران وكاشف PD (تمت معايرتها بالبيكوكولوم لكل IEC 60270) مراقبة اللف. يتم تسجيل PDIV على أنه الجهد الذي تتجاوز فيه الشحنة الظاهرة أولاً 10 كمبيوتر شخصي (أو العتبة الخاصة بالتطبيق). الجهد الكهربي لانقراض التفريغ الجزئي (بدف) يتم قياسه على المنحدر النزولي.

المقاييس الرئيسية: PDIV (ذروة كيلو فولت); بدف (ذروة كيلو فولت); حجم الشحنة الظاهرية عند 110% PDIV; الفرق بين PDIV وPDEV (التباطؤ).

3. اختبار الدافع المتكرر (اختبار الطفرة)

اللجنة الانتخابية المستقلة 60034-18-41 يستخدم إجراء النوع الأول نبضات جهد أحادية القطب متكررة مع وقت صعود متحكم فيه (بين 0.1 حرف و 2 المايكروثانية) لمحاكاة أحداث تبديل العاكس. يتعرض ملف المحرك لملايين النبضات عند مستوى جهد يمثل أسوأ حالة ارتفاع أثناء الخدمة; تتم مراقبة نشاط PD ودرجة حرارة الملف طوال الوقت. اختبار التحمل في درجات حرارة مرتفعة (عادة 20 درجة مئوية فوق درجة حرارة اللف المقدرة) والجهد المرتفع (110-130% من الجهد الكهربي المقدر) يضغط مدة الاختبار من خلال استغلال نموذج تسارع قانون أرهينيوس والقوة العكسية.

المقاييس الرئيسية: عدد النبضات لتغيير PDIV بنسبة ±10%; اتجاه مقاومة العزل المتعرج (يجب أن يبقى أعلاه 1 جي أوم); كشف قصير منعطف إلى آخر عبر مقارنة الاستجابة النبضية.

4. مقاومة العزل (و) ومؤشر الاستقطاب (باي)

تطبق في 500 الخامس أو 1,000 الخامس العاصمة ل 10 دقائق. الأشعة تحت الحمراء في 1 دقيقة و 10 يتم تسجيل الدقائق; مؤشر الاستقطاب (PI = IR₁₀/IR₁) يشير إلى حالة العزل. بي أدناه 1.0 يشير إلى التلوث أو الرطوبة; أقل 2.0 يتطلب مزيدا من التحقيق. لمحركات الإنتاج الجديدة, بي أعلاه 4.0 ومن المتوقع.

5. الشيخوخة الحرارية وتحمل الرطوبة

اختبارات التحقق من صحة فئة العزل وفقًا للجنة الكهروتقنية الدولية (IEC). 60034-18-32 تعريض العينات المتعرجة للحرارة مجتمعة (155-180 درجة مئوية حسب الفئة) والرطوبة (95% ر.س) ركوب الدراجات أثناء قياس نشاط PD على فترات منتظمة. يتم تعريف الفشل على أنه زيادة في حجم PD تتجاوز عامل 10 × من القيمة الأولية, أو انخفاض IR أدناه 100 مΩ.

إعداد منضدة الاختبار لاختبار عزل الجهد العالي

ان 800 يجب أن يلبي مقعد اختبار عزل محرك الجر V متطلبات السلامة للجهد العالي (خلية اختبار محمية مؤرضة, الوصول المتشابك, لافتات تحذيرية للجهد العالي وفقًا للجنة الكهروتقنية الدولية (IEC). 61010-1), جنبًا إلى جنب مع إلكترونيات قياس PD الدقيقة التي تكون في حد ذاتها محصنة ضد EMI واسع النطاق الناتج عن أحداث PD قيد القياس. الكابلات المحورية المحمية, غرف اختبار الترددات اللاسلكية الضيقة, وتعد مكبرات الصوت ذات النطاق الضيق المضبوطة على نطاق 40-1000 كيلو هرتز قياسية. إذا كان برنامج EV الخاص بك يتطلب اختبار تأهيل العزل 400 الخامس أو 800 محركات الجر V, يمكن لفريقنا الهندسي دعم IEC الكامل 60034-18-41 برنامج اختبار النوع. اتصل بنا لمناقشة مواصفات العزل الخاصة بك ومتطلبات اختبار الجهد.