Experimental evaluation of breakdown voltage and life time for models of the low voltage electrical motors windings

• Autorzy: Florkowska B. , Florkowski M. , Zydroń P. , Roehrich J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.10.05

Warianty tytułu

PL

Eksperymentalna ewaluacja napięcia przebicia i czasu życia dla modeli uzwojeń niskonapięciowych silników elektrycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Modern electric motors of small power are often supplied with electronic power converters producing PWM voltages. For this reason, it is necessary to study the properties of winding insulation of these motors using pulse voltages with variable rise times and switching frequencies. The paper describes the results of investigations of magnet wires insulation with different diameters in a standardized model samples, for the assessment of their resistance to exposure on pulse voltages.

PL

Współczesne silniki elektryczne małych mocy są często zasilane z przekształtników energoelektronicznych wytwarzających napięcia typu PWM. Z tego powodu zachodzi konieczność badania właściwości izolacji uzwojeń tych silników z zastosowaniem napięć impulsowych o zmiennych czasach narastania oraz częstotliwościach kluczowania. Artykuł opisuje wyniki badania izolacji drutów nawojowych o różnych średnicach w standaryzowanych próbkach modelowych, dla oceny ich odporności na narażenia napięciami impulsowymi.

Słowa kluczowe

EN

electric motors; low voltage winding; breakdown voltage; twisted-pair

PL

silniki elektryczne; uzwojenia niskonapięciowe; napięcie przebicia; para skręcona

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 10
• Strony: 21--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.,tab., wykr.

Twórcy

autor

Florkowska B.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Florkowski M.

• ABB Corporate Research Center, ul. Starowiślna 13a, 31-038 Kraków, Poland

autor

Zydroń P.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Roehrich J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Bonnett A. H., Analysis of the impact of pulse-width modulated inverter voltage wave forms on ac induction motors, IEEE Annual Pulp & Paper Ind. Techn. Conf., 1994, 68-75
• [2] Oliver J. A., Stone G.C., Implications for the applications of adjustable speed drive electronics to motor stator winding insulation, IEEE El. Insul. Mag., (1995), 32-36
• [3] Kerkman R. J., Leggate D., Skibinski G., Interaction of drive modulation and cable parameters on AC motor transients, IEEE Trans. Ind. Appl., 33 (1997), no. 3, 722-731
• [4] Yin W., Failure mechanisms of winding insulation in inverterfeed motors, IEEE Electr. Insul. Mag., 13 (1997), no. 6, 18-23
• [5] Kaufhold M., Aninger H., Berth M., Speck J., Eberhardt M., Electrical stress and failure mechanism of the winding insulation in PWM-inverter-fed low voltage induction motors, IEEE Trans. Industr. Electron., 47 (2000), 396-402
• [6] Glinka T., Kulesz B.: Wyładowania niezupełne w izolacji zwojowej silników indukcyjnych zasilanych z falowników PWM, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Polit. Wrocławskiej, 49 (2000), 96-103
• [7] Wheeler J. C. G., Effects of converter pulses on the electrical insulation in low and medium voltage motors, IEEE Electr. Insul. Mag., 21 (2005), No. 2, 22-29
• [8] Haq S.U., Jayaram S.H., Cherney E.A., Insulation problems in medium-voltage stator coils under fast repetitive voltage pulses, IEEE Trans. Industry Appl., 44 (2008), no 4, 1004- 1012
• [9] Florkowska B., Florkowski M., Furgał J., Roehrich J., Zydroń P., The voltage stresses of insulation systems under PWM inverter supplies, 2009 IEEE CEIDP Annual Report, 648-651
• [10] Cavallini A, Fabiani D., Montanari G.C., Power electronics and electrical insulation systems – Part 1: Phenomenology overview, IEEE Electr. Insul. Mag., 26 (2010), no. 3, 7-15
• [11] Florkowska B., Florkowski M., Furgał J., Pająk P., Roehrich J., Zydroń P., Influence of fast switching phenomena on electrical insulation systems, Przegląd Elektrotechniczny, 86 (2010), nr 4, 158-161
• [12] Florkowska B., Zydroń P., Florkowski M., Effects of inverter pulses on the electrical insulation system of motors, IEEE Int. Symp. Industrial Electronics, Gdańsk, 2011, 573-578
• [13] Florkowska B., Florkowski M., Furgał J., Roehrich J., Zydroń P., Impact of fast transient phenomena on electrical insulation systems, AGH Press, Kraków, 2012
• [14] Florkowska B., Florkowski M,, Roehrich J., Zydroń P., Modelling of degradation process of electrical insulation systems due to inverter pulses, Przegląd Elektrotechniczny, 90 (2014), nr 12, 320-324
• [15] Wang P., Cavallini A., Montanari G.C., The influence of repetitive square wave voltage parameters on enameled wire endurance, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 21 (2014), no. 3, 1276-1284
• [16] Manh Quan Nguyen, Malec D., Mary D., Werynski P., Gornicka B., Therese L., Guillot, P., Silica nanofilled varnish designed for electrical insulation of low voltage inverter-fed motors, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., vol. 17, no. 5, 2010, pp. 1349-1356
• [17] Hoang A.T, Hammarström T. J., Bengtsson T., Serdyuk Y.V., Gubański S.M., Partial discharge behavior of a newly developed enamel insulation at various voltage rise times, Proc. ISEIM’2014, 241-244
• [18] IEC 60851-5 ed. 4.0 (2008-07): Winding wires – Test methods – Part 5: Electrical properties
• [19] IEC 60034-18-41 (2012) Rotating electrical machines - Part 18-41: Qualification and type tests for Type I electrical insulation systems used in rotating electrical machines fed from voltage converters
• [20] IEC 60034-18-42 TS ed 1.0 (2008): Rotating electrical machines – Part 18-42: Qualification and acceptance tests for partial discharge resistant electrical insulation systems (Type II) used in rotating electrical machines fed from voltage converters
• [21] IEC/TS 61934 ed. 2.0 (2011-04): Electrical insulating materials and systems – Electrical measurement of partial discharges (PD) under short rise time and repetitive voltage impulses
• [22] IEC 62068-1 ed. 1.0 (2003-07): Electrical insulation systems – Electrical stresses produced by repetitive impulses – Part 1: General method of evaluation of electrical endurance
• [23] Stone G., Culbert M., Lloyd B.A., Stator insulation problems associated with low voltage and medium voltage PWM drives, IEEE Cement Industry Technical Conference, 2007

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.