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)。     

地铁车辆牵引变流器的噪声测试及仿真分析

针对某地铁车辆牵引变流器噪声超标问题,通过开展噪声测试获得牵引变流器在不同工况下的噪声频谱特性,基于统计能量分析法建立牵引变流器的噪声仿真模型,分析子系统的能量分布和不同测点的声功率级,并提出加附吸声材料的优化方案。结果表明,风机通过频率及其产生的气动噪声是构成牵引变流器噪声的主要来源;柜体6个面中,靠近出风口的底面噪声最大,其次为靠近进风口的顶面噪声;与测试结果相比,基于统计能量分析法的噪声仿真误差在3%以内,噪声仿真在中高频具有较高的精确度;采取加附吸声材料的优化方案,可降低声功率3.7 dB(A),达到主机厂的噪声指标要求。噪声测试与仿真分析的方法可为牵引变流器产品的噪声性能优化设计提供指导。     

高速铁路钢轨波磨对沿线声环境的影响

针对铁路钢轨异常波磨问题,在某高铁线路两侧对未发生异常波磨和发生波磨路段进行了噪声测试.发生波磨与未发生波磨区段的测试对比结果表明:(1)对于300 km/h动车组,动车组通过时段的等效声级远轨侧前者比后者增加2～4 dB(A),近轨侧前者比后者增加5～7 dB(A);315 Hz及以下的低频噪声基本不发生变化,在630 Hz、1 250 Hz处出现增量峰值,峰值增量接近10 dB(A).(2)对于250 km/h动车组,动车组通过时段的等效声级变化不明显[1.0 dB(A)以内];315 Hz及以下的低频噪声基本不发生变化,在500 Hz、1 000 Hz处出现增量峰值,峰值增量2～3 dB(A).(3)根据理论计算,对于250 km/h动车组,一阶振动频率约在490 Hz左右;对于350 km/h动车组,一阶振动频率约在600 Hz左右,与现场噪声峰值出现频率的实测结果非常接近.     

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。     

铁路32 m混凝土简支箱梁结构噪声试验研究

以32 m单线和双线单室混凝土简支箱梁为对象,通过噪声试验、结构有限元和声学有限元分析,研究箱梁结构噪声的声辐射特性、峰值频率产生的原因及评价方法.结果表明:列车通过桥梁时,离箱梁表面较远处的噪声级起伏不大,可采用稳态算法简化分析;混凝土箱梁的结构噪声主要分布在250 Hz以下,且随频率的增加而迅速衰减,因此理论预测时可将250 Hz作为截止频率;单线和双线箱梁的2个噪声峰值频率分别为63和160 Hz,以及50和315 Hz,二者均在第1个峰值频率处达到最大声压级,且此峰值频率处的噪声具有明显的有调性;不同箱室尺寸箱梁的结构噪声声辐射差异较大,车速并不是噪声的第一决定因素;混凝土箱梁结构噪声的峰值频率出现在声辐射效率和振动响应均较大处,因此应避免结构振动模态和空腔声学模态重合而导致空腔共鸣引起的噪声被放大;建议修订铁路噪声相关规范时,考虑混凝土箱梁低频结构噪声的危害.     

地铁高频辅助变流器热设计及试验验证

随着地铁辅助变流器的开关频率不断提高,合理的热设计是保证辅助变流器正常工作的前提。针对地铁高频辅助变流器,对产品热设计进行研究。利用PLECS软件计算关键模块的损耗,并设计多并联风道散热系统;采用Icepak软件建立该散热系统仿真模型,仿真得到高频辅助变流器关键模块的温升;最后对高频辅助变流器样机进行温升试验。仿真结果与试验测试结果对比表明,温升吻合性较好,验证了仿真分析的有效性,且关键模块温升小于45 K,满足该系统的散热需求,并为高频辅助变流器热设计及优化提供了方法。     

两相两重四象限变流器的控制方法及实现

为实现对大功率、低开关频率变流器的控制,通过建立两相两重四象限变流器主电路的数学模型,分析变流器主电路的电气特性;在考虑线路电阻的基础上,采用电压外环和基于坐标变换电流内环的双闭环控制方法对变流器的调制电压进行控制;提出倍增控制频率的载波移相方法,可在不增加硬件设备的情况下降低牵引电网侧低次谐波的含量,并结合正弦波脉宽调制(SPWM)技术,实现对以多种开关频率工作的变流器的控制;以TMS320F28335型DSP芯片为平台,设计包括初始化程序、串行通信服务程序和定时中断程序的控制软件,并在背靠背功率互馈试验台进行验证。结果表明:采用给出的两相两重四象限变流器控制方法,能够使变流器在启动工况下的电流变化平稳,在牵引工况和制动工况下,大功率、低开关频率变流器可以单位功率因数满载运行,而且中间电压波动较小、输入电流无异常波动,大幅减少了牵引电网侧的低次谐波成分和总谐波失真率。     

轨道吸污车排风噪声和振动特性评价与降噪方法分析

对轨道吸污车的工作原理和特点进行介绍,通过排风噪声和振动特性的测试,获得排风口1／3倍频程排风噪声频谱图及其线性频谱图和振动加速度及其线性图谱。进行排风噪声和振动特性分析,表明噪声能量集中在以风机叶片旋转频率为基频的低阶谐频处,尤其是500Hz以下中低频段;在垂直和水平方向的振动频谱具有明显周期信号的离散线谱特征,其结构振动能量集中于以风机叶片旋转频率为基频的多阶谐频处。振动不会对轨道吸污车结构产生显著影响,排风噪声较大,操作人员应采取相应防护措施。降噪方法中,分流降噪是理想的方法,HQ管降噪值得尝试且可实施。     

苏州轨道交通1号线风亭噪声特性分析

选取苏州轨道交通1号线的东环路站活塞风亭和塔园路站排风亭进行多种工况下的噪声测试和特性分析。结果表明:对于活塞风亭,隧道风机是主要噪声源,噪声在63~6 300 Hz范围能量都很高,风井消声器发挥显著作用,消声量约为25 d B;对于排风亭,排风机变频运行产生的噪声主要集中在315~1 250 Hz的中低频范围,排风机工频运行时噪声在200~4 000 Hz较大,消声器发挥了很好作用,降噪量约为21 d B。两种风亭附近的敏感居民楼均达到环境噪声评价标准。     

基于OptiStruct的辅助变流器盖板及吊耳优化

采用Ansys软件对地铁高频辅助变流器柜体进行模态分析,可知辅助变流器柜体第一阶振动频率对应的振型为盖板法向振动。为增强盖板的刚度,以提高盖板第一阶振动频率为目标,在OptiStruct软件中对其进行形貌优化。同时,为减轻吊耳重量,对吊耳进行了拓扑优化。优化结果表明:辅助变流器柜体的第一阶振动频率提高32.0%,吊耳减重21.0%,优化效果较为明显。