随着高速铁路的快速发展,交流传动牵引机车的性能正面临着越来越高的要求。作为交流传动牵引机车的关键部件之一,变频牵引电机的性能将直接影响机车运行的稳定性和可靠性。变频调速驱动系统输出的脉冲电压波具有陡上升沿,其作用于牵引电机,将导致绕组绝缘的加速老化。为了保证牵引机车运行的安全可靠性,牵引电机绕组绝缘的诊断技术和剩余寿命评估技术显得日益迫切。 为了研究方波脉冲对牵引电机绕组绝缘的作用机理,本文研制了一套模拟实际运行情况的绝缘老化试验系统。根据牵引逆变系统电压波形和加速老化试验原则,采用变压式试验电源(高频脉冲电源+高频脉冲变压器)的方案设计试验系统。其中,高频脉冲电源采用现代电力电子技术和新型开关器件相结合,利用三相不控整流电路得到直流电压,通过直流降压斩波电路完成输出电压的控制,再通过全桥逆变电路产生频率可调的连续脉冲方波,并采用过电压保护和三级过电流保护技术确保高频脉冲电源的可靠性。在对原有高频脉冲变压器的输出特性分析基础之上,提出一种新型高频脉冲变压器设计方案,采用小变比的高频脉冲变压器原边并联、副边串联的方式研制成了具有变比高、输出频带宽、波形失真小等特点的高频脉冲变压器。 为了验证系统的可靠性,对牵引电机绕组对地绝缘材料聚酰亚胺薄膜进行寿命曲线测试,提出了其随脉冲幅值、脉冲频率和环境温度变化的寿命模型。试验表明,该系统具有高可靠性和实用性,完全满足了变频牵引电机绝缘老化试验的需要,系统参数达到了国际同类试验系统的指标,试验得到的绝缘寿命模型为研究变频牵引电机的绕组绝缘的破坏机理创造了条件。