驅(qū)動馬達是電動汽車的主要能量轉(zhuǎn)換裝置。組絕緣的使用壽命和可靠性對電動汽車的安全穩(wěn)定運行有重要影響。響電動機繞組絕緣壽命的主要因素是電動機端和開關(guān)處的過電壓的大小。率。文基于電動汽車的總體結(jié)構(gòu)，建立了電動機側(cè)電壓應(yīng)力的MATLAB仿真分析模型，研究了不同參數(shù)對電動機側(cè)電壓應(yīng)力的影響。結(jié)合了幾種不同的逆變器策略以提供繞組。算絕緣壽命的方法，并進行分析示例。文檔中介紹的方法可用于預(yù)測和計算電動機繞組的絕緣壽命d電動機的驅(qū)動。組絕緣是發(fā)動機可靠性中最薄弱的環(huán)節(jié)之一，它將極大地影響發(fā)動機的可靠性[1-2]。致繞組絕緣老化的主要因素是電應(yīng)力。了絕緣電動汽車驅(qū)動電機的繞組，電應(yīng)力的兩個主要因素是電機端子的電壓幅度和PWM的開關(guān)頻率[3-4]。組絕緣壽命的分析與工業(yè)牽引電動機具有相同的觀點，但也存在一些差異。同的一點是，電氣老化對電動汽車驅(qū)動電動機和工業(yè)牽引電動機具有相同的機理和相同的作用形式。
　　別在于，電動汽車的驅(qū)動電動機具有特定的運行條件，這使得其繞組絕緣的熱應(yīng)力不同于工業(yè)牽引電動機。于電動汽車驅(qū)動電機的實際結(jié)構(gòu)，本文研究了PWM脈沖和逆變器策略產(chǎn)生的端子過電壓幅度，全局影響開關(guān)頻率并給出繞組絕緣的電老化壽命接近電動汽車的實際運行條件。模型基于電動汽車發(fā)動機的運行條件，計算了繞組絕緣的電氣壽命。機端子的過電壓不僅與端子的啟動系數(shù)和反射系數(shù)有關(guān)，而且與電纜中入射波的傳播速度，電纜的長度和電纜的上升時間有關(guān)。PWM脈沖等它也會極大地影響它[5-7]，并且上述因素由于電動汽車制造商之間的差異，功率的差異，很難一一分析所有的電動汽車驅(qū)動電動機。動電動機和車輛模型。們可以分析特定車輛模型的數(shù)據(jù)范圍，對于最差的工作條件，給出電動機端子上的過電壓極限值更為實用。PWM逆變器電源的電動機驅(qū)動系統(tǒng)中，開關(guān)裝置的上升時間由其自身的性質(zhì)決定，通常在數(shù)十至數(shù)百ns之間；另外，電動機電源電纜具有不同的形狀，但通常長度不超過5 m。沖電纜的傳輸速度通常在100到200 m /μs之間，電機末端的反射系數(shù)通常在0.6到0.9之間，而在電動機端的反射系數(shù)通常在0.6到0.9之間。變器的一端通常為-1 [8]，假設(shè)母線電壓為100 V，則電動機的三個Y形連接至相繞組。以上給出的參數(shù)范圍的基礎(chǔ)上，建立了電機電纜傳輸電纜的Matlab仿真模型，并對各種參數(shù)進行了仿真研究。擬搜索條件如下：電纜長度為5 m；電纜長度為5 m。PWM脈沖上升時間為150 ns；傳輸速度為100 m /μs； PWM脈沖的幅度為100 V；終端反射系數(shù)為0.6?1；開始時的反射系數(shù)為-1。果如圖1所示。圖1中可以看出，由端子的不同反射系數(shù)產(chǎn)生的過電壓比是不同的。
　　端子的反射系數(shù)減小時，端子的過電壓呈現(xiàn)下降趨勢。子的反射系數(shù)越高，過電壓脈沖的衰減越慢。果端子的反射系數(shù)為1，相當(dāng)于開路，則過電壓將在傳輸線上無衰減地來回傳輸。PWM脈沖上升時間也會影響過電壓，下面將模擬并分析不同脈沖上升時間所產(chǎn)生的端子電壓。電纜長度為5 m； PWM脈沖上升時間為50到350 ns；傳輸速度為100 m /μs； PWM脈沖幅度為100 V；終端反射系數(shù)為0.8；初始反射系數(shù)為-1。

　　果如圖2所示。圖2可以看出，當(dāng)PWM脈沖上升時間小于150 ns時，當(dāng)PWM脈沖上升時間減小時，端子上的過電壓率電動機的轉(zhuǎn)矩減小，并且振蕩的峰值電壓逐漸向后移動，但是振蕩周期基本不變。電纜長度或電磁波的傳輸速度發(fā)生變化時，也會影響驅(qū)動電機末端的電壓。下是對不同長度電纜產(chǎn)生的端子電壓的仿真研究，電纜長度為1至5 m； PWM脈沖上升時間為150 ns；傳輸速度為100 m /μs； PWM脈沖的幅度為100 V；端子的反射系數(shù)為0.8；將反射系數(shù)設(shè)為-1，結(jié)果如圖3所示。圖3所示，隨著電纜長度的減小，機器端子上的過電壓減小，峰值電壓為。蕩逐漸向前發(fā)展，振蕩周期也呈下降趨勢，這是由于電纜長度不同而引起的PWM脈沖傳輸時間不一致，因此振幅機器上疊加的張力不同。于傳輸時間是電纜中電磁波的傳輸速度和電纜長度的函數(shù)，因此在其他條件不變的情況下，過電壓的幅度取決于到達時間之間的關(guān)系。果傳輸速度改變，則電動機過電壓電纜長度變化的性質(zhì)和趨勢應(yīng)相似，在此不再贅述。慮到以上分析，電纜諸如脈沖上升時間，反射系數(shù)和電纜長度之類的因素是決定電動機電動機端子上過電壓量的主要因素。動機。分析電動機繞組絕緣的可靠性或計算老化壽命時，只要采用上述參數(shù)的極限值，就可以代表電動機最惡劣的工作條件d電動汽車驅(qū)動。

　　于AC電動機，不同的逆變器方法具有不同的RMS電壓，并且使用DC電壓存在問題，即DC總線電壓與電機額定電壓。文分析了電壓型六階波逆變器，SPWM和SVPWM逆變器的電壓使用情況。不同的逆變器策略下，電動機繞組線電壓的基本電壓幅度與DC總線電壓之間的關(guān)系是不同的，即DC總線電壓確實線電壓的基波電壓的幅值與直流母線電壓的比值不同。義為使用電壓，可用直流電壓的使用如表1所示。同的UPS策略具有不同的直流電源使用率對于同一臺交流電機，要確保其標(biāo)稱輸出功率，所需的最小總線電壓有所不同。于具有相同標(biāo)稱電壓的同一電動機，如果使用上述三種逆變器策略，則方波逆變器所需的直流母線電壓最低，而直流電機所需的直流母線電壓最低。SPWM逆變器最高；否則，如果使用相同的母線電壓，則方波逆變器會導(dǎo)致電機繞組的最高線電壓，這也會影響繞組的電應(yīng)力，因此在分析繞組絕緣的使用壽命。施電老化模型。內(nèi)外研究人員對絕緣體的電老化模型進行了廣泛的研究。論如下：PWM脈沖的頻率和峰值是影響絕緣壽命的兩個主要因素。際上，快速的開關(guān)頻率將增加絕緣材料的疲??勞并引起快速老化。壓峰值將加劇高頻介電損耗，并且在絕緣部分中將產(chǎn)生較高的局部溫度，這將導(dǎo)致使用壽命降低。緣老化模型和PWM脈沖頻率滿足逆功率定律的公式[9-10]。中：是考慮頻率（h）時繞組絕緣的使用壽命；是測試常數(shù)；是頻率（Hz）。果PWM逆變器施加到繞組絕緣的電壓脈沖的幅度小于閾值以產(chǎn)生局部放電，則電老化模型也會響應(yīng)功率定律關(guān)系反向[11]。中：是峰值電壓為（h）時繞組絕緣的使用壽命；是峰值電壓為（h）時繞組絕緣的使用壽命;通過實驗確定的系數(shù)。類型中，分別是頻率為的繞組絕緣子（h）的使用壽命和峰值電壓。已知諸如UPS策略和母線電壓之類的參數(shù)時，可以使用公式（3）計算繞組絕緣的電氣壽命。外，當(dāng)發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，熱應(yīng)力對絕緣的壽命有很大的影響[13]，因此必須考慮熱應(yīng)力對絕緣壽命的影響。用公式（4），可以計算出電動車輛的驅(qū)動電動機的繞組絕緣的電氣壽命。

　　據(jù)上一節(jié)中電動汽車驅(qū)動電機繞組絕緣的電老化模型，可以預(yù)測和分析繞組絕緣在以下位置的電氣壽命：標(biāo)稱溫度升高。于由PWM逆變器驅(qū)動的電動機，匝之間的絕緣應(yīng)力最重要的類型是電動機端部的瞬時電壓變化；對于兩電平逆變器，瞬時電壓變化為l電動汽車電動機的末端是母線電壓。PWM波形引起的過沖電壓總和。設(shè)電動車輛驅(qū)動電動機的電動機的繞組由環(huán)氧樹脂或云母絕緣材料制成。機的額定峰值電壓為311 V，頻率為50 Hz，由兩級PWM逆變器供電。據(jù)電動汽車電壓標(biāo)準(zhǔn)，可能的總線電壓值范圍為144 V，168 V，192 V和216V。這種情況下，超過電壓限制的系數(shù)約為0.5開關(guān)頻率可在1至20 kHz之間變化。據(jù)IEC發(fā)布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，無法獲得相關(guān)系數(shù)的準(zhǔn)確值。用時，大約為1，大約為10。
　　標(biāo)稱溫度升高時，對應(yīng)于不同開關(guān)頻率和母線電壓的繞組絕緣的估計壽命如圖4所示。稱溫度如圖4所示，隨著母線電壓的升高，繞組絕緣的使用壽命會迅速降低，因為本示例假定繞組絕緣的使用壽命為20，000 h在311 V時，當(dāng)電動機端部的瞬時電壓變化值超過311 V時，絕緣的壽命將隨著電壓的增加而減少一個數(shù)量級[14]；在相同的母線電壓下，當(dāng)開關(guān)頻率增加時，不僅絕緣之間的放電場強度將增加，而且每單位時間的放電次數(shù)也將增加。大大增加了絕緣的壽命。選擇電動馬達時，基于對汽車性能的滿意程度，降低母線電壓值和開關(guān)頻率可以延長電動汽車的使用壽命。組絕緣。
　　文使用PWM來模擬電動汽車驅(qū)動電機端子處的電壓應(yīng)力，并給出PWM開關(guān)頻率，電壓反射系數(shù)和電纜長度對振幅的影響。慮到不同的逆變器，電動機驅(qū)動電動機的過電壓。策略結(jié)合繞組絕緣老化模型，給出了一種考慮到端子兩端電壓幅度的電動汽車驅(qū)動電機繞組絕緣持續(xù)時間的計算方法和開關(guān)頻率。
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