等离子体处理对聚酰亚胺薄膜陷阱特性影响研究
发布时间：2021-05-27 08:34
变频牵引电机作为高速动车组核心设备之一,采用脉冲宽度调制技术（PWM）进行调速,聚酰亚胺薄膜因其优异的电气性能被广泛应用于电机匝间绝缘,在高频陡脉冲的作用下,由于电机绕组端部过电压以及匝间绝缘气隙处可能产生的局部放电会加剧薄膜老化速率,导致其绝缘性能过早失效,最终会影响列车安全稳定运行。在薄膜中掺杂无机纳米粒子可以提高其绝缘性能,但随着高速列车速度的提升,变频牵引电机功率增大,研究一种更加经济、便捷的方法提高变频牵引电机匝间绝缘性能对高速列车运行的安全性和可靠性具有重要意义。本文利用等离子体处理对PI薄膜和PI/Al2O3纳米复合薄膜进行了表面改性,并对薄膜表面改性后的结构特征进行了分析,测试了薄膜等离子体改性后的电气性能,并对薄膜等离子体改性后的陷阱分布特性进行了计算分析,从而探究了等离子体处理对薄膜绝缘性能的影响机理,主要研究工作如下:（1）制备了PI薄膜和PI/Al2O3纳米复合薄膜,对两种薄膜表面进行等离子体改性,通过扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FTIR）分析了薄膜表面改性前后...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 变频牵引电机的绝缘破坏机理
1.2.2 材料的等离子体改性
1.2.3 聚合物介质材料陷阱分布特性
1.3 本文主要内容
第2章 PI及PI/Al_2O_3复合薄膜制备与等离子体表面改性
2.1 PI/Al_2O_3复合薄膜的制备方法及实验平台
2.1.1 试样制备仪器和材料
2.1.2 试样制备流程
2.2 等离子体改性聚酰亚胺薄膜
2.3 等离子体处理对薄膜表面特性的影响
2.3.1 微观形貌
2.3.2 化学结构
2.4 本章小结
第3章 等离子体改性对PI及PI/Al_2O_3复合薄膜电气性能的影响
3.1 试验系统及方法
3.1.1 耐电晕测试系统
3.1.2 击穿强度测试系统
3.1.3 介电性能测试系统
3.1.4 表面电位衰减测试系统
3.2 PI及PI/Al_2O_3复合薄膜等离子体改性前后的电气特性
3.2.1 耐电晕寿命
3.2.2 击穿场强
3.2.3 介电常数
3.2.4 表面电位衰减特性
3.3 本章小结
第4章 陷阱特性对薄膜绝缘性能的影响机理
4.1 等离子体改性对薄膜陷阱分布特性的影响
4.1.1 理论推导
4.1.2 PI薄膜的陷阱分布特性
4.1.3 PI/Al_2O_3纳米复合薄膜的陷阱分布特性
4.2 陷阱特性对薄膜绝缘性能的影响机理
4.2.1 陷阱特性对薄膜耐电晕寿命的影响机理
4.2.2 陷阱特性对薄膜击穿场强的影响机理
4.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]介质阻挡放电等离子体处理对聚酰亚胺表面放电的影响[J]. 张兴涛,吴广宁,杨雁,吴旭辉,雷毅鑫,钟鑫. 高电压技术. 2018(09)
[2]介质击穿与界面区陷阱特性的关联[J]. 谢东日,闵道敏,刘文凤,李盛涛,康文斌,闵超. 高电压技术. 2018(02)
[3]基于等温表面电位衰减法的氧化石墨烯/低密度聚乙烯纳米复合材料陷阱分布特性[J]. 李忠磊,韩晨磊,赵伟铭,杜伯学. 高电压技术. 2017(11)
[4]等离子体改性纳米粒子对聚酰亚胺复合薄膜陷阱特性影响[J]. 吴旭辉,吴广宁,杨雁,张兴涛,雷毅鑫,钟鑫,朱健. 中国电机工程学报. 2018(11)
[5]等离子体改性纳米粒子对聚酰亚胺复合薄膜耐电晕性能的影响[J]. 吴旭辉,吴广宁,杨雁,张兴涛,雷毅鑫,钟鑫. 高电压技术. 2017(09)
[6]硅橡胶电晕老化后的陷阱对其闪络电压的影响[J]. 梁英,靳哲,张君成. 高电压技术. 2017(07)
[7]低温等离子体处理对变频牵引电机匝间绝缘性能影响[J]. 张兴涛,吴广宁,杨雁,吴旭辉,雷毅鑫,钟鑫,朱健. 中国电机工程学报. 2018(04)
[8]硅橡胶在不同电晕老化阶段下的表面电荷对沿面闪络的影响[J]. 梁英,靳哲,张君成. 中国电机工程学报. 2016(22)
[9]重频脉冲放电等离子体处理聚合物材料加快表面电荷消散的实验研究[J]. 马云飞,章程,李传扬,陈根永,周远翔,邵涛. 中国电机工程学报. 2016(06)
[10]采用等温表面电位衰减法表征LDPE与HDPE内陷阱的分布特性[J]. 刘孟佳,周福升,陈铮铮,李建英,闵道敏,李盛涛,李茜,夏荣. 中国电机工程学报. 2016(01)
博士论文
[1]高压直流电缆附件绝缘EPDM/LDPE界面电荷调控方法与抑制机理研究[D]. 李进.天津大学 2017
[2]表层分子结构与纳米调控聚酰亚胺薄膜表面及空间电荷特性研究[D]. 李杰.天津大学 2014
[3]局部放电对聚酰亚胺薄膜的损伤特性及材料改性研究[D]. 罗杨.西南交通大学 2014
[4]环氧树脂纳米复合介质表面电荷动态特性与电痕破坏研究[D]. 张纪伟.天津大学 2012
[5]耐电晕聚酰亚胺/无机纳米复合薄膜的制备与电性能研究[D]. 查俊伟.北京化工大学 2010
硕士论文
[1]低温等离子体处理对聚酰亚胺纳米复合薄膜表面放电影响[D]. 张兴涛.西南交通大学 2018
[2]等离子体改性纳米粒子对PI复合薄膜耐电晕性能影响研究[D]. 吴旭辉.西南交通大学 2018
[3]LDPE/AlN纳米复合电介质电荷输运及陷阱特性的研究[D]. 张军良.北京交通大学 2018
[4]方波脉冲下不同粒径氧化铝掺杂对聚酰亚胺薄膜绝缘性能影响[D]. 钟鑫.西南交通大学 2017
[5]介质阻挡放电等离子体改性芳纶纤维的界面性质的研究[D]. 王彧婕.四川大学 2007
本文编号：3207256
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 变频牵引电机的绝缘破坏机理
1.2.2 材料的等离子体改性
1.2.3 聚合物介质材料陷阱分布特性
1.3 本文主要内容
第2章 PI及PI/Al_2O_3复合薄膜制备与等离子体表面改性
2.1 PI/Al_2O_3复合薄膜的制备方法及实验平台
2.1.1 试样制备仪器和材料
2.1.2 试样制备流程
2.2 等离子体改性聚酰亚胺薄膜
2.3 等离子体处理对薄膜表面特性的影响
2.3.1 微观形貌
2.3.2 化学结构
2.4 本章小结
第3章 等离子体改性对PI及PI/Al_2O_3复合薄膜电气性能的影响
3.1 试验系统及方法
3.1.1 耐电晕测试系统
3.1.2 击穿强度测试系统
3.1.3 介电性能测试系统
3.1.4 表面电位衰减测试系统
3.2 PI及PI/Al_2O_3复合薄膜等离子体改性前后的电气特性
3.2.1 耐电晕寿命
3.2.2 击穿场强
3.2.3 介电常数
3.2.4 表面电位衰减特性
3.3 本章小结
第4章 陷阱特性对薄膜绝缘性能的影响机理
4.1 等离子体改性对薄膜陷阱分布特性的影响
4.1.1 理论推导
4.1.2 PI薄膜的陷阱分布特性
4.1.3 PI/Al_2O_3纳米复合薄膜的陷阱分布特性
4.2 陷阱特性对薄膜绝缘性能的影响机理
4.2.1 陷阱特性对薄膜耐电晕寿命的影响机理
4.2.2 陷阱特性对薄膜击穿场强的影响机理
4.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]介质阻挡放电等离子体处理对聚酰亚胺表面放电的影响[J]. 张兴涛,吴广宁,杨雁,吴旭辉,雷毅鑫,钟鑫. 高电压技术. 2018(09)
[2]介质击穿与界面区陷阱特性的关联[J]. 谢东日,闵道敏,刘文凤,李盛涛,康文斌,闵超. 高电压技术. 2018(02)
[3]基于等温表面电位衰减法的氧化石墨烯/低密度聚乙烯纳米复合材料陷阱分布特性[J]. 李忠磊,韩晨磊,赵伟铭,杜伯学. 高电压技术. 2017(11)
[4]等离子体改性纳米粒子对聚酰亚胺复合薄膜陷阱特性影响[J]. 吴旭辉,吴广宁,杨雁,张兴涛,雷毅鑫,钟鑫,朱健. 中国电机工程学报. 2018(11)
[5]等离子体改性纳米粒子对聚酰亚胺复合薄膜耐电晕性能的影响[J]. 吴旭辉,吴广宁,杨雁,张兴涛,雷毅鑫,钟鑫. 高电压技术. 2017(09)
[6]硅橡胶电晕老化后的陷阱对其闪络电压的影响[J]. 梁英,靳哲,张君成. 高电压技术. 2017(07)
[7]低温等离子体处理对变频牵引电机匝间绝缘性能影响[J]. 张兴涛,吴广宁,杨雁,吴旭辉,雷毅鑫,钟鑫,朱健. 中国电机工程学报. 2018(04)
[8]硅橡胶在不同电晕老化阶段下的表面电荷对沿面闪络的影响[J]. 梁英,靳哲,张君成. 中国电机工程学报. 2016(22)
[9]重频脉冲放电等离子体处理聚合物材料加快表面电荷消散的实验研究[J]. 马云飞,章程,李传扬,陈根永,周远翔,邵涛. 中国电机工程学报. 2016(06)
[10]采用等温表面电位衰减法表征LDPE与HDPE内陷阱的分布特性[J]. 刘孟佳,周福升,陈铮铮,李建英,闵道敏,李盛涛,李茜,夏荣. 中国电机工程学报. 2016(01)
博士论文
[1]高压直流电缆附件绝缘EPDM/LDPE界面电荷调控方法与抑制机理研究[D]. 李进.天津大学 2017
[2]表层分子结构与纳米调控聚酰亚胺薄膜表面及空间电荷特性研究[D]. 李杰.天津大学 2014
[3]局部放电对聚酰亚胺薄膜的损伤特性及材料改性研究[D]. 罗杨.西南交通大学 2014
[4]环氧树脂纳米复合介质表面电荷动态特性与电痕破坏研究[D]. 张纪伟.天津大学 2012
[5]耐电晕聚酰亚胺/无机纳米复合薄膜的制备与电性能研究[D]. 查俊伟.北京化工大学 2010
硕士论文
[1]低温等离子体处理对聚酰亚胺纳米复合薄膜表面放电影响[D]. 张兴涛.西南交通大学 2018
[2]等离子体改性纳米粒子对PI复合薄膜耐电晕性能影响研究[D]. 吴旭辉.西南交通大学 2018
[3]LDPE/AlN纳米复合电介质电荷输运及陷阱特性的研究[D]. 张军良.北京交通大学 2018
[4]方波脉冲下不同粒径氧化铝掺杂对聚酰亚胺薄膜绝缘性能影响[D]. 钟鑫.西南交通大学 2017
[5]介质阻挡放电等离子体改性芳纶纤维的界面性质的研究[D]. 王彧婕.四川大学 2007
本文编号：3207256
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