电机绝缘结构热机械应力分布研究

刘冠芳1，2，李丹1，2，吴有龙1，2，樊洁心1，2（1.中车永济电机有限公司；2.轨道交通牵引电机山西省重点实验室）

摘要：为探索电机绝缘结构在高温下的热机械应力分布，本文以有机硅体系绝缘结构为研究对象，测试其在不同温度下的热膨胀系数及弹性模量，分析不同温度下的热应力参数对有机硅绝缘系统热机械应力的影响。结果表明：在温度为-50～200℃内，绝缘结构的热膨胀系数随着温度的升高先增大后减小再增大，其值为0.8×10-5～1.7×10-5 K-1；弹性模量随着温度的升高呈先增大后减小的趋势，其值为0.2×103～3×103 MPa。绝缘结构承受的热机械应力随着热膨胀系数、弹性模量的增加线性增大，绝缘结构的热机械应力随着温度的升高先增大后减小，取决于不同温度下热膨胀系数和弹性模量的大小。通过线棒和电机整机应力测试，验证了测试参数及仿真分析的可行性，仿真值与测试值的偏差在15%以内。仿真分析结果显示：在120℃下，电机绝缘最大热机械应力点位置位于槽口绝缘处，最大值为11.37MPa，灌封后槽口绝缘最大热机械应力值可降低45%左右。

关键词：绝缘结构；热机械应力；仿真技术；电机