Baumhöfer, Thorsten

Sauer, Dirk Uwe

Waag, Wladislaw

RWTH Publications

Specialized Battery Emulator for Automotive Electrical Systems

Publikationsserver der RWTH Aachen University

T. Baumhofer

W. Waag

D.U. Sauer

Crossref

Specialized battery emulator for automotive electrical systems

Матялис, А. П.

Стрельбицкий, Эдуард Карлович

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

И З В Е С Т И ЯТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО’ КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВАТом 202 1973ОЦЕНКА ДЕФЕКТНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПО Н А П Р Я Ж Е Н И Ю  ПЕРЕКРЫТИЯ ОБРАЗЦОВА. П. МАТЯЛИС, Э. К. СТРЕЛЬБИЦКИЙ(Представлена научным семинаром кафедр электрических машин и общейэлектротехники)Накопленный экспериментальный материал дает основание утвер­ждать, что в эксплуатации и при испытаниях пробой изоляции обмоток низковольтных электрических машин может произойти только при на­личии дефекта. Под дефектом здесь понимается элементарный участок (изоляции, пробивное напряжение которого соответствует напряжению перекрытия на длине, равной толщине изоляции. Дефектностью будем называть число дефектов на единицу длины или площади изоляции.Дефект может иметь место ів состоянии поставки (инородные вклю­чения, оголения), возникнуть в процессе изготовления обмотки (порезы,, проколы) и образоваться в результате старения (трещины, отслаива­ния) .Надежность обмотки при известном конструктивном исполнении и заданных условиях эксплуатации полностью определяется дефектностью. Поэтому получение исходных данных для расчета вероятности безот­казной работы и гамма-процентного ресурса сводится к определению числа дефектов.Ранее в качестве характеристик, дефектности определялся уровень дефектности по результатам испытаний изоляции, извлеченной из пазов кепропитанного статора. Витковая изоляция испытывается в электродах провод — дробь или провод — плоскость, а корпусная — в электродах игла — плоскость.Недостатком такого способа является неприменимость для оценки дефектности изоляции пропитанных обмоток.В настоящей работе для оценки дефектности предлагается опре­деление расстояний между ближайшими дефектами путем пробоя пар проводников в машине или вые машины. Соответствие между двумя указанными способами испытаний обусловлено тем, что пуассоновское распределение числа дефектов на отрезке провода приводит к пока­зательному распределению расстояний между дефектами. Однако ис­пользование в расчетах расстояний и напряжений перекрытия позво­ляет отказаться от условного понятия длины (площади) элементарного участка и приближает модель отказа к фактическому механизму пробоя.Максимальные перенапряжения между витками обмотки не превышают 1 кву однако при испытаниях таким напряжением пробьет­ся небольшая доля расстояний между дефектами. Для получения до­стоверной статистики необходимо либо увеличивать число образцов, либо увеличивать испытательное напряжение. При увеличении напря-60жения может быть пробита изоляция, не имеющая повреждений. Для распознавания таких случаев после первого пробоя производится пов­торная подача напряжения. В случае перекрытия между дефектами вторичное пробивное напряжение незначительно (до 0,4 =  0,8 кв ) от­личается от первичного. В случае пробоя изоляции вторичное напря­жение значительно снижается.В табл. 1 приведены результаты кассетных испытаний пар со­прикасающихся проводов ПЭТВ диаметром 0,85 мм., один из которых имел одно искусственное повреждение. В таблице ясно видны области точек с\ U  = U 1 -  U 2 <  0,6 кв,соответствующих перекрытиям, и сШ  >  0,8 кв,соответствующих пробоям изоляцииВероятность перекрытия с пореза на дефект при напряжении U k равнаPr {UK) =  P [X < 2 x j  =  1 -  ( I )где х к — расстояние, соответствующее Uk;X = — дефектность;X — среднее расстояние между дефектами.Вероятность пробоя при этом напряжении при условии, что на­пряжение полностью приложено к изоляции, равнаQ (Uk) Л * U x (U) d U ,  (2)огде f 2x ( U ) -  плотность распределения пробивного напряжения уча ­стка изоляции длиной 2хк.Вероятность того, что при повышении напряжения от 0 до U 1не произойдет перекрытия, а в интервале ( Ui, U i+1) произойдет про­бой изоляции, равнаи і+\Qi+1 =  P  (U1 <  Uav<  U t +X} =  f (U) (3)ѵ іВероятность того, что при повышении напряжения от 0 до Ui« е  произойдет пробоя, а в интервале (Ui, і) произойдет перек­рытиеѵіРі+і =  P [Uі <. U aep<  £/i+i} =  (е~2Хх‘ — (I -  \ f 2x( U) dU ) .  (4)tJ0Две последние вероятности известны из опыта. Интересующие нас вероятности можно получить йз выражений (3) и (4).ч ш  =  P  [Ut <  Uuр <  Ut+,} (5)P [U1 < t/пер <  /йчPi+ 1 =   т.  *-• (6)1 - $ f 2x (U)dUОU1Поскольку величины е2Хх‘ и [ f 2x( U) dU  неизвестны, предлагает-4Jося итерационный расчет по рекурентным формулам, причем для пер­вого разряда принимается61оto Т а б л и ц а  IU u (Ke)Д U j  = C u  — U 2I (кв)Що~IосГ 0,4-0,8 C4I7OOсГCDіCMос7ICD2,0-2,42,4-2,82,8-3,2 CDCOIC4ICOоICDCO 4,0-4,4 00ITt« 4,8-5,2 -5,2-5,6 оCD*ICDIO 6,0-6,46,4-6,8ч а с т о т а пдо 2 ,5 .2 , 0 - 2 , 4 1 - - - - - 12 , 4 - 2 , 8 1 - 1 - - - - 22 , 8 - 3 , 2 1 - - - - - - 1 23 , 2 - 3 , 6 3 - - - 1 - - - _ 43 , 6 - 4 ,0 4 - - - - 2 1 - _ _ 74 , 0 - 4 ,4 5 1 - 1 2 1 - 2 - 1 - 134 , 4 - 4 ,8 Ю - 1 - 2 - 1 - 1 1 4 204 , 8 - 5 ,2 7 1 - 1 2 - 3 1 _ 4 2 3 2 265 , 2 - 5 ,6 7 1 2 3 - 2 2 6 6 2 4 5 3 8 515 , 6 - 6 ,0 2 1 2 2 2 1 1 3 4 6 3 8 8 5 6 546 ,0 - 6 ,4 2 - 1 - 1 2 5 5 5 3 9 8 16 7 9 7 806 , 4 -6 ,8 - 1 1 - 1 1 2 3 3 4 I 2 4 5 2 4 346 ,8 -7 ,2 - - - - - - - - _ _ - - - I 1 1 2 57 , 2 -7 ,6 - - - - 1 - - - - - - - - - - 1Inj 43 4 8 8 10 9 15 20 19 20 22 29 31 25 21 10 6Т а б л и ц а  2f 4Pl H Рг P kя\ <І2 Яз ЯкPl ~p'l Р2 Рг =Рз P k І р I = p T(Vk)і=іPfI — лI — qx T 1 <5 ю IJ.1.IГЯі~ я\q2Яз =ЯзГМ*<5 Il О с: >Cl о — I ^ p 1 ^ .р >2 Il I Js J I Js Î<7, =  ] ‘Л ,  (6 ') dU  S  P  ! i/o <  t / np <  ), (7)UA  =  I -  r 2)'^  =  P { U Q<  U nep <  f / J .  (8)Полная схема расчета приведена в табл. 2. По найденному зна- нению P t ( U k ) из выражения (1) определяется среднее расстояние между дефектами.Аналогично производится определение дефектности корпусной изоляции.*