能源可持续发展是当今世界的热门话题。世界范围内60%的电能是被电机消耗的,因此以节能、高效著称的高效电机的推广应用对节约能源起到非常重要的作用。制备高效电机的关键是高性能的绝缘真空压力浸渍（VPI）树脂的使用,该类树脂应具备突出的耐热性、高击穿电压强度、高粘结强度以及优异耐电晕寿命等性能,而且还应具有优异的工艺性。但是现有VPI树脂存在耐热性差、环保性差、粘结强度低及耐电晕寿命差等不能满足高效电机快速发展对VPI树脂的技术要求,本文针对高效电机用VPI树脂及绝缘系统存在的问题展开研究。第一,不饱和聚酯（UP）浸渍树脂具有成本低、反应速率快和电绝缘性能好的优势,是低压高效电机主要的绝缘浸渍树脂。然而现有的不饱和聚酯浸渍树脂耐热等级通常是F级（155℃）,不能满足高效电机发展对绝缘浸渍树脂耐热性提出的技术要求。首次合成苯甲醇封端的含有双键的超支化聚硅氧烷（Vi-HPSi）,并对UP进行改性。研究发现,相比于UP树脂,Vi-HPSi/UP体系不仅具有更快的固化活性,而且固化树脂具有更高的交联密度及低的自由体积。Vi-HPSi/UP固化树脂的耐热稳定性明显提升,20Vi-HPSi/UP（含20wt%Vi-HPSi）固化树脂的初始热降解温度为331℃,较UP树脂的值提升了80℃,解决了常规UP树脂耐热性差的技术瓶颈。此外,Vi-HPSi/UP固化树脂具有高的粘结强度和低的介质损耗。Vi-HPSi/UP树脂所具有优异综合性能使之在高效电机的绝缘浸渍处理领域具有很大的应用潜力。第二,高效电机现用浸渍树脂基本是含有苯乙烯等有毒溶剂的,使用过程中产生了严重的环境污染与资源浪费,所以研发一种无有毒溶剂、固化挥发份低的环保型无溶剂浸渍树脂,对绝缘浸渍树脂产品的升级换代、对高效电机行业绝缘浸渍处理环境的改善具有非常重要的现实意义。现有环保型浸渍树脂产品甚少,存在挂漆量低及耐热性差等问题,难以推广应用。本文设计了含有环氧与硅氧基团的多官能丙烯酸酯,以其作为活性交联单体,制备了新一代环保型聚酯亚胺VPI树脂（SiPEI）;在此基础上,首次采用纳米SiO₂与流变助剂作为混合改性剂（TH-SiO₂）对SiPEI进行了改性。研究表明,SiPEI具有非常低的固化挥发份（<1wt%）、低的毒性、高的闪点及快的固化速度,具有优异的环保特性。相比于SiPEI固化树脂,SiPEI/TH-SiO₂的挂漆量提升了84%。25℃与155℃下的最大粘结强度分别为SiPEI树脂的1.4和1.8倍,表明SiPEI/TH-SiO₂树脂非常适合应用于高效电机环保型的绝缘浸渍处理,包括新型电动汽车牵引电机的绝缘浸渍处理。第三,变频电机作为最主要的高效电机,由于受到高频脉冲电压的影响,绝缘易于被击穿而失效。为了提高变频电机的抗高频脉冲电压能力,需要采用兼具优异耐电晕性能和高击穿强度的VPI树脂,延长变频电机的使用寿命,提升电机的操作可靠性。针对低压变频电机用VPI树脂,对纳米TiO₂表面包覆特殊结构的超支化聚硅氧烷,形成核-壳结构,并与聚酯亚胺（EPEI）树脂制备杂化树脂（EPEI/HSi-TiO₂）。EPEI/HSi-TiO₂突破了传统纳米填料改性树脂中易沉淀的技术瓶颈,适合VPI工艺。HSi-TiO₂能够改变基体树脂的微观结构,使得改性后的EPEI树脂具有优异的耐电晕寿命,高的击穿电压强度以及改善的局部放电特性。EPEI/HSi-TiO₂固化树脂最大的耐电晕寿命为1586min,为EPEI树脂的57倍。这些优异的特性表明EPEI/HSi-TiO₂非常适合于低压变频电机的绝缘浸渍处理,能够显著提升变频电机抵抗高频脉冲电压的能力,延长使用寿命。第四,环氧/酸酐（EA）树脂体系是最重要的VPI树脂,该树脂具有环保、高击穿强度和优异的电老化寿命,因而被广泛用于高压电机领域（高于3k V）,但现有的EA树脂体系的韧性、耐电晕性和热稳定性较差。针对高压变频电机用VPI树脂,制备表面有机包覆处理的SiO₂（m SiO₂）,并用其对EA树脂进行改性。EA/m SiO₂具有低压粘度,优异的长期储存稳定性（≥24月）,适合VPI工艺。相比于EA树脂,EA/m SiO₂固化树脂具有更高的冲击和弯曲强度以及耐电晕寿命与热稳定性。含有9wt%m SiO₂的EA/m SiO₂固化树脂的冲击强度与耐电晕寿命为25.2k J/m2和806min,分别为EA树脂值的3.4和16.1倍。用EA/m SiO₂浸渍的模拟线棒具有优异的电绝缘性能,表明EA/m SiO₂非常适合于大型风力发电机以及高压变频电机等绝缘浸渍处理。第五,变频电机80%的失效是由于绝缘系统的损坏引起的。分别运用耐电晕的EPEI/HSi-TiO₂、EA/m SiO₂树脂对低、高压绝缘系统进行VPI绝缘处理,对绝缘系统综合性能进行了系统分析。采用EPEI/HSi-TiO₂的绝缘系统的耐电晕寿命较常规绝缘系统的耐电晕寿命明显提升,且随着HSi-TiO₂含量的增加逐步增大,最长的耐电晕寿命较常规系统的耐电晕寿命提升了约13.8倍,局部放电特性也明显改善。此外,EPEI/HSi-TiO₂的绝缘系统具有优异的耐潮、耐油性能,能够满足低压变频电机的使用技术要求。EA/m SiO₂树脂浸渍处理的风电绝缘系统的击穿电压随着m SiO₂的加入逐步增加。耐电晕性能较传统的聚酯体系也有明显提升,电晕老化700h后,击穿电压保持率在90%以上。EA/m SiO₂树脂应用在高压绝缘系统,与少胶云母带具有很好的渗透性,可形成无气隙绝缘系统,介质损耗低、介损增量小。热态介质损耗和击穿电压强度都能达到优等品的范畴,具有优异的电绝缘性能。10k V绝缘系统2Un电老化寿命为2609h,明显高于国际IEC60034-18-32-2010标准中1200h的技术要求。