79 / 2021-06-04 16:57:50

电动汽车驱动电机用芳纶绝缘纸电老化特性研究

如今化石能源日益枯竭，燃烧排放的废气对环境造成了严重的影响，全球都面临着气候变暖和环境污染的问题。现代城市的显著发展导致了交通工具数量的迅猛增加，而内燃机汽车使用量的增加将加剧各类环境问题，相比传统的燃油和燃气车辆，电动汽车的使用有助于缓解大气污染和化石能源的消耗，电动汽车也因为具有节能环保、低噪声、零排放等巨大优势受到了广泛的关注。电动汽车驱动电机是电动汽车的核心组成部分，它能够为车辆行驶提供持续的驱动力。电动汽车驱动电机在正常运行状态下将同时承受着电应力、热应力和机械应力的共同作用，这将加速驱动电机绝缘的老化并降低电动汽车的使用寿命，在电动汽车正常运行过程中，置于定子槽中的定子绕组承受着主要的电应力，槽内绕组在电磁力作用下会发生振动，导致驱动电机定子绕组的绝缘层会因磨损而使其厚度减少，定子绕组与铁芯之间有更多的空气间隙，由于绕组导体中电压的作用，厚度减少的绝缘层上容易产生表面电位，使得在气隙间发生强烈的局部放电，甚至会有击穿电机主绝缘的可能。在定子槽中放置间位芳纶绝缘纸能够有效的缓解多种应力的共同作用，间位芳纶绝缘纸对驱动电机系统起到电气绝缘和机械保护的作用，芳纶绝缘纸的性能将决定电动汽车驱动电机的运行状态和使用寿命，间位芳纶绝缘纸的老化的研究至关重要。因此本文对电动汽车驱动电机用芳纶绝缘纸进行电老化研究。

本文对间位芳纶绝缘纸进行了不同时长和不同温度条件下的局部放电实验。通过局部放电相位分布图谱（PRPD）研究不同条件下的局部放电特性，通过原子力显微镜（AFM）和红外光谱（IR）分析电老化后材料表面形貌和材料分子结构的变化。研究表明，局部放电时间和环境温度的提高会导致部放电的幅值和频率的提升，局部放电也会导致材料表面粗糙度的增大和化学键的断裂。本文的研究工作为电动汽车驱动电机用芳纶纸的老化过程和评价电动汽车驱动电机寿命提供了重要参考数据。