地铁车辆辅助变流器降噪方案的仿真分析

为降低某地铁车辆辅助变流器的噪声,首先通过噪声测试得到了辅助变流器的噪声特性,然后利用基于统计能量分析法的VA One软件进行噪声仿真,得到了各主要传递路径对测点噪声的贡献量,对比分析了不同降噪方案的降噪效果,最后通过试验验证了仿真分析方法的可行性。结果表明TMT-PUF-2028吸声棉的吸声效果优于带铝箔的三聚氰胺棉,增加消声结构和导流板可以改善气动噪声,仿真分析方法可以为后续同类产品的噪声优化设计提供指导。     

某型高速动车组牵引变流器噪声控制及仿真优化研究

某型高速动车组现场运行时牵引变流器噪声突显,产生刺耳的啸叫声,严重影响乘车人员舒适性。针对这一现象,开展了变流器现场和车间噪声声学测试,了解其声学特性,确定啸叫声来源;在此基础上结合变流器结构及声传播特性,提出了声学控制优化方案,并对优化方案进行了声学仿真计算和试验验证。结果表明,优化方案能明显改善现场变流器噪声水平,提高乘坐舒适性。     

地铁车辆辅助变流器噪声特性分析及改进

为实现某地铁车辆辅助变流器的降噪,先后对安装和去除铝箔吸声材料的原型机和裸机进行噪声测试及特性分析。对比分析可知进、出风口传播的气动噪声为最主要噪声源,电磁噪声和由柜体各壁板传播产生的振动噪声对整体噪声有不可忽略的贡献,原型机在噪声贡献最大的250~4 000 Hz频段范围内噪声峰值降低量较小。通过降噪量计算,提出了更换吸声材料、增加消声通道和吸声面积等改进方案,并通过测试确认,改进方案在不同工况下的平均降噪量可在原型机基础上提高4.8~5.1 d B(A)。     

地铁车辆整车及设备的噪声测试与指标分析

针对某地铁车辆和设备噪声指标不合理的问题，以国内某地铁线路为测试对象，在停车、25km/h通过、慢速通过和回库过弯道有刹车等工况下进行噪声测试和开展车辆内外部噪声特性分析，并重点对牵引逆变器的噪声开展测试与指标分析。研究结果表明，在车辆静止和运行工况下，牵引逆变器噪声对车辆外部总的噪声能量贡献较小，对车辆内部噪声的贡献明显小于电机、齿轮箱和制动电阻风机等其他噪声源。基于此，建议牵引逆变器等设备的声功率级要求不超过86 dB(A)。同时，对整车和设备的噪声测试结果及分析，可为噪声指标的确定提供理论指导。     

动车组牵引变压器铁磁噪声特性研究及抑制

动车组牵引变流器中四象限脉冲整流器会产生大量高次谐波,牵引变压器的二次绕组在这些高次谐波的激励下会产生人耳不适的铁磁噪声,如何在保证牵引系统性能的前提下减少牵引变压器的铁磁噪声是整车集成设计中需要重点考虑的问题。文章分析了牵引变流器四象限脉冲整流器的工作原理和牵引变压器电磁噪声的产生机理,通过在MATLAB中建模仿真,分析不同参数变化下牵引变压器二次侧谐波电流含量变化情况,并对动车组牵引变压器的噪声设计和噪声抑制进行说明。     

高寒动车组牵引变流器运行环境特性研究

振动和温度是影响车载设备可靠性的重要环境因素。通过对某高寒动车组牵引变流器在"青岛—乌鲁木齐"的长距离线路运行测试,获取了牵引变流器柜体及其关键部件的振动和温度等实际运行数据,研究了不同车速和线路条件下牵引变流器及其关键部件的振动和温度特性差异,并与IEC 61373标准进行对比,了解了该车型牵引变流器实际运行环境特性。在此基础上,通过随机振动数据统计归纳技术得到了牵引变流器柜体及其关键部件运行线路振动载荷谱,可为产品可靠性研究和优化提供参考。     

HX_D1C型电力机车牵引变流器直流母排故障分析

针对配属西宁机务段HX_D1C型(高原)电力机车多起牵引变流器直流母排故障,详细分析直流母排故障原因,提出了改进方案,并通过仿真分析和试验验证了优化效果。该方案装车考核通过后得到全面推广,牵引变流器直流母排未再发生故障。     

电气化铁路同相供电试验系统模拟牵引负载方案研究

提出了基于双PWM变流器技术的交-直-交变流器的模拟牵引负载方案。交-直变流环节在电流滞环控制下,能够模拟出给定的牵引负载特性。直-交环节在电流内环电压外环控制下实现电容电压稳定,保证模拟负载两侧有功功率平衡,并将交-直环节吸收的能量,以接近单位功率因数回馈给三相电网,以节约电能。仿真验证了当以实测牵引负荷作为给定负荷时,该方案能够较好地实现对实测牵引负荷的模拟。     

高速磁悬浮双端并联供电模式下环流特性研究

为适应高速磁悬浮列车在高速运行状况下需要较大牵引功率,同时减小线路损耗、提高可靠性,通常采用牵引变流器双端并联供电模式为磁悬浮列车提供牵引动力。基于仿真分析,通过建立双端供电模式下高速磁悬浮列车牵引供电模型,研究双端供电电缆环流形成机理,分析不同牵引变流器输出电流幅值、频率、相位及不同线路参数下双端供电环流特性。结果表明:变流器双端并联供电模式下馈线电缆环流主要由变流器输出相位错相及馈线电缆参数变化引起,环流大小与线路电感值成反比,当馈线电缆较短时,可通过在牵引变流器输出侧串联输出电抗器,减少馈线电缆环流。以上结论可为高速磁悬浮双端供电模式下环流抑制提供理论基础。     

基于多仿真器的牵引传动系统实时仿真研究

硬件在回路实时仿真可以有效地对高速列车牵引传动系统控制器进行测试,特别是在极限、故障条件下各种工况的测试,以提高控制算法验证效率。以高速列车牵引传动系统为研究对象,建立基于dSPACE的多仿真器硬件在回路仿真实验系统。首先,介绍高速列车牵引传动系统的主要构成,研究系统模型划分方法;其次,建立基于ADC方法的电力电子变流器数学模型,通过离线仿真验证模型的有效性;牵引传动系统小步长部分的数学模型通过FPGA实现,使该部分的仿真步长达到纳秒级,提高实时仿真的准确性。实验结果表明:实时仿真系统的有效性和可信度较高,可以有效测试高速列车牵引传统系统控制器的性能,加快控制算法的验证。     

高速动车组牵引变流器研制

牵引变流器是高速动车组的核心部件,牵引变流器的自主研制具有重要而深远的意义。对高速动车组牵引变流器研制成果进行梳理和总结,以牵引变流器设计平台为基础实现变流器的可靠设计。从技术方案、箱体强度研究、热仿真分析、电气性能仿真、关键部件研制、控制单元软件设计、牵引系统综合试验等方面进行平台到设计的详细介绍。自主研制的牵引变流器顺利完成型式试验并已通过正线运营考核,验证了可靠性和可用性,提高了我国设计生产牵引变流器的能力,对推动我国高速铁路发展发挥着重要的作用,同时也突显出其服务价值、经济价值与社会价值。     

某型永磁牵引电机噪声试验分析及仿真优化

某型轨道车辆永磁牵引电机在型式试验中噪声超标,产品声学性能不能满足要求。针对这一现象,文章开展了电机声学测试,分析其声学特性,并结合噪声机理确定了主要噪声来源。在此基础上,根据该型电机的结构特点,提出了声学控制优化方案,并对优化方案进行了声学仿真计算和试验验证。结果表明,该优化方案能明显改善电机噪声水平。     

地铁车辆电传动系统标准化产品平台研制

通过确定地铁车辆电传动系统平台的系统技术性能及系统主电路,探讨对主要器件和部件的平台化设计与选型,并最终确定简统化接口方案以及牵引变流器平台的总体结构与设计要点。最后通过仿真计算,对牵引变流器箱体进行静强度、振动模态和随机振动疲劳分析,结果证明试制的系列化牵引变流器结构强度以及铝合金型材满足设计要求。     

基于FE-SEA混合法的列车结构噪声降噪研究

基于声固耦合理论,采用有限元-统计能量(FE-SEA)混合法,建立高速列车车体-车内声腔耦合系统结构噪声预测模型,预测了20～500 Hz频段内垂向二系悬挂力激励下的车内结构噪声,并且分析了矿棉、毛毡和玻璃棉三种吸声材料对车内噪声的降噪特性;同时,分别分析了玻璃棉厚度、微穿孔板的孔径和穿孔率对车内噪声的影响。结果表明:在低频段内,微穿孔板对噪声有明显的降噪效果,且孔径小、穿孔率大的微穿孔板对车内噪声的降噪效果更明显;在高频段内,多孔吸声材料对噪声有明显的降噪效果,玻璃棉作为多孔吸声材料时,其厚度越大,降低车内噪声的幅值也越大。     

变压器电磁啸叫分析及研究

牵引变压器二次绕组因为变流器PWM斩波而含有大量高次谐波,这些谐波如果不加以抑制则不可避免会产生电磁噪声甚至产生电磁啸叫,这是变压器与变流器集成设计应该考虑的问题。文章以某型牵引系统为例,分析变压器电磁啸叫产生机理,并通过仿真分析提出变压器电磁啸叫抑制方法。     

某型机车牵引变流器控制箱的减振仿真分析及试验验证

振动过大是引起机车牵引变流器控制箱故障率高的主要原因之一。某型机车部分线路测试表明牵引变流器控制箱振动较大,超过了GB/T 21563—2008的要求。针对现场测试结果,提出了两种控制箱减振方案,通过仿真分析和装车对比试验证明了减振方案具有较好的减振效果和可行性。相关的结论为了解控制箱的振动情况提供了依据,对控制箱的减振工作有重要的参考价值。     

多种吸声型声屏障降噪效果比较

高速铁路所辐射噪声对周围环境的危害通常采用吸声型声屏障来降低。吸声型声屏障降噪效果与吸声材料特性有关。为此选取了3种不同的声屏障吸声材料,利用绕射声衰减的理论计算方法和统计能量法,对比分析不同吸声型声屏障的降噪效果。研究结果表明:不同吸声材料的加入对于声屏障降噪的效果均有一定的影响,相互之间的差值约为5~6dB。     

地铁车辆辅助变流器的噪声测试及优化

为降低某地铁车辆辅助变流器的噪声,通过不同工况的振动噪声测试,获得了辅助变流器的噪声特性,在此基础上进行了噪声传递路径分析、优化风道结构和风道消声处理。对比测试结果表明:风机高速整机满载工况下的噪声最大,风机低速整机空载工况的噪声较小;1 250 Hz以下的噪声以风机气动噪声为主,1 250 Hz~10 kHz频段范围内,机械性噪声和电磁噪声贡献较大;多个振动主峰值频率与噪声主峰值频率基本吻合,振动与噪声的相关性显著;风机高速整机满载工况下,各测点优化后的噪声值较优化前降低8.6~12.2 dB(A),取得了明显的降噪效果。     

具有散热结构的地铁列车再生制动能馈变流器结构设计

介绍了地铁列车再生制动能馈系统的工作原理,给出了一种基于模块化设计思路的能馈变流器结构设计方案。通过建立变流器柜的三维结构仿真模型,对柜内散热系统进行了热场分析;通过柜内温升试验及风速测试,验证了变流器散热系统结构的合理性。试验及测试结果表明,再生制动能馈变流器体积小、重量轻,不仅满足了产品的设计要求,还解决了变流器柜内散热效果不好的问题。     

列车引起的高架铁路车站的振动与噪声

对列车引起的高架铁路车站的振动与噪声问题进行了分析与评价。采用列车一桥梁体系分析模型和车站框架模型研究结构的振动,并用统计能量分析法(SEA)估计结构的噪声。通过计算机模拟,根据辐射率和SEA方法确定了结构振动与噪声的关系。讨论了结构形式、材料、支撑条件、列车速度等因素对噪声的影响。通过对声功率辐射表示的噪声水平的比较,得出了噪声水平随车速提高而增长,橡胶支座可有效降低高架结构的噪声,阻尼较大的结构产生的噪声较小等结论。