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■論文No. 1533
■ページ数 82ページ
■発行日
2022/08/24
■タイトル

適用拡大が進むインバータ駆動回転機の絶縁の現状

■タイトル(英語)

Present State of Insulation in Increasingly Widespread Converter-fed Rotating Machines

■著者名 適用拡大が進むインバータ駆動回転機の絶縁の現状調査専門委員会
■著者名(英語) Investigation R&D Committee on Present State of Insulation in Increasingly Widespread Converter-fed Rotating Machines
■価格 会員 ¥2,772 一般 ¥3,960
■書籍種類 技術報告
■グループ名 【A】基礎・材料・共通部門
■本誌掲載ページ ページ
■キーワード インバータ駆動回転機,インバータサージ,回転機絶縁,部分放電現象,電動化/Inverter-fed motor, Inverter surge, Rotating machine insulation, Partial discharge phenomena, Electrification
■要約(日本語) 回転機のインバータ駆動は,省エネ・高効率化のために不可欠な技術である。しかし,回転機,インバータ,ケーブル間のインピーダンス不整合に起因する急峻パルス電圧(インバータサージ)により,回転機の電気絶縁劣化の危険性がある。また,近年の電気自動車の普及拡大・高出力化,パワー半導体の技術進歩,様々な機器の電動化に伴う回転機の過酷な環境下での運用等,絶縁ストレスのさらなる増大が懸念される。本技術報告はインバータサージおよび部分放電(PD)現象の基礎等を解説するとともに,最新技術動向をまとめた。
第2章ではインバータサージの発生原理および回転機絶縁に与える影響の基礎的な事項について解説した。本課題の解決には絶縁の信頼性に関する認証ルール作りが重要であり,関連するIEC規格の動向を第3章に紹介した。第4章では部分放電現象を理解するための理論とシミュレーションについて解説した。第5章では低圧乱巻き回転機におけるPD特性に関して,PD計測技術,試験電源の開発状況,PDへの環境要因の影響,巻線開発動向などを紹介した。第6章では高圧型巻回転機の絶縁評価技術について,電界緩和システムの非接触表面電位計測,絶縁診断技術についてまとめた。そして第7章では自動車,航空等の産業分野における回転機絶縁の解析・適用事例の最新動向を記述した。本分野の次代を担う学生・若手技術者の参考書として,本技術報告が活用されることを期待する。
■要約(英語) Converter drive of rotating machines is an indispensable technology for energy saving and high efficiency. However, surge voltages caused by an impedance mismatch between the rotating machine, converter, and cables cause a risk of electrical insulation degradation of the rotating machine. In addition, there are concerns about further increases in insulation stress due to the recent expansion of electric vehicles and their higher power output, technological advances in power semiconductors, and the operation of rotating machines in harsh environments due to the electrification of various equipment. This technical report describes the basics of inverter surge and partial discharge (PD) phenomena and summarizes the latest technological trends. In Chapter 2, the principle of surge voltage generation and its basic effects on rotating machine insulation are explained. The trends of related IEC standards are introduced in Chapter 3. Chapter 4 describes the theory and simulation for understanding PD phenomena. In Chapter 5, PD characteristics of low-voltage random wound rotating machines are introduced, including PD measurement techniques, development status of insulation test power supplies, effects of environmental factors on PD, and trends in the development of magnet wires. In Chapter 6, insulation evaluation technology for high-voltage form-wound rotating machines is summarized, including non-contact surface potential measurement of the stress grading system and insulation diagnosis technology. Chapter 7 describes the latest trends in the analysis and application of rotating machine insulation in the automotive, aerospace, and other industrial fields. We hope that this technical report will be useful as a reference for students and young engineers who will lead the next generation in this field.
■版 型 A4

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