一种动车组变流器降噪研究

《一种动车组变流器降噪研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、一种动车组变流器降噪研究　　摘要：动车组车内噪声指标严格，设计人员对一种安装在车内机械间的变流器进行减振降噪研究。结合已有的减振降噪研究工作经验，通过理论分析、数值计算和现场试验相结合方法，我们对牵引变流器从系统方案、部件方案、结构方案进行降噪研究，并对整车降噪工作提出建议。　　关键词：牵引变流器；辅助冷却柜；冷却系统；振动；噪声；吸音降噪材料　　0引言　　一种自主化动车组的牵引系统置于车内机械间，分为牵引变流器和辅助冷却柜，通过车内装饰门进行密封。由于牵引系统置于车内，减振降噪工作尤为突出，我们在变流器设计阶段前期也对减振降噪工

2、作开展相关研究。　　既有项目中设计人员一直在开展变流器相关的减振降噪研究工作。通过对既有变流器的振动噪声测试数据积累和分析、振动噪声源特性的深入研究分析，获取了变流器的主要振动和噪声源特性，并对不同类型振动和噪声源、选择合适的减振降噪技术方案改进变流器的振动噪声性能，目前已成功运用于多个变流器产品项目。本次变流器噪声控制的思路是在已有变流器振动噪声控制水平上采用理论分析、数值计算和现场试验相结合方法从系统方案、部件方案、结构方案进行优化研究。　　1系统优化方案7　　变流器系统的主要噪声来源是来自辅助冷却柜。冷却柜进出风口布局方案与

3、车体设计沟通确认采用风向“侧进下出”方式。　　1.1冷却柜压力损失计算　　辅助冷却柜冷却风从车体侧墙窗口进入，经过过滤装置（△P1）、热交换器（△P2）、辅助变压器等器件（△P3），再从底部出风（△P4），再考虑车外运行负压（△P5）以及风道损失压力（△P6），得到冷却系统压力损失：　　△P=△P1+△P2+△P3+△P4+△P5+△P6=200+200+200+50+200+50　　=900Pa　　通过计算，风机静压选取900Pa～1000Pa，根据设计经验，静压水平相近情况下，离心风机噪声水平比轴流风机噪声水平低很多，所以冷却

4、风机选用离心风机。　　1.2冷却系统设计　　冷却风机作为变流器系统最大噪声源，我们选取合适的风机对降噪至关重要。图1是某变流器风机风量-风压曲线及风量-噪声曲线。　　从图1看出风机流量及静压对既定风机噪声有直接影响，减小风机流量可相应降低噪声值，同时根据前面计算还需保证风机静压900Pa～1000Pa。　　另一方面，变流器冷却系统对热交换器散热功率也有要求。根据计算，变流器整体散热功率为40KW，则热交换器需保证40KW以上散热功率。参考某热交换器性能曲线如图2可知，热交换器散热能力与风量直接相关。7　　根据既有动车项目设计经验，

5、热交换器厂家评估40KW以上散热功率需要3.5的风量，风机厂家评估风机电机功率要4KW以上，噪声指标很难满足项目要求。　　从系统降噪考虑，首先变流器冷却系统参数在裕量减少情况下选取合理。变流器整体散热功率定为40KW，风机静压选为900Pa～950Pa。其次热交换器重新设计，提高换热效率，降低风量要求。再者重新设计风机，以噪声指标优选风机方案。　　2部件优化方案　　部件优化主要是针对噪声源、传递途径等方面进行噪声的隔离和吸收。　　2.1热交换器优化　　热交换器需重新设计并提高换热效率。主要措施为更改热交换器翅片形式和在一定范围内增

6、加芯体体积，但也带来热交换器重量增加和风阻增大的不利影响。　　2.2风机优化　　冷却风机的合理选择决定了变流器的噪音水平。具体降噪措施有：　　1）准确计算冷却系统损耗，合理选择风机参数，配合专业仿真设计，确定风机设计参数。　　2）风机调速功能实现降噪。整车低速或静态工作时风机低速运行，整车高速或满载工作时风机高速运行，以满足不同工况客室噪声要求。　　3）风机减振措施。采取振动隔离措施，风机安装减振器，风道对接处采用柔性胶条对接，减少风机振动传递给柜体，避免引起结构噪声。　　4）风机结构优化设计。优化设计风机叶轮及安装框架，离心风机

7、可采用自带蜗壳结构。7　　5）优选风机方案。风机多家开发，以噪声指标来优选风机。　　2.3辅助变压器降噪　　辅助变压器作为噪声源之一，主要考虑电磁噪声和振动噪声，采取降噪措施有：　　1）在现有成熟变压器产品基础上优化电气参数，多家开发对比电磁噪声，通过仿真和试验手段来选定装车产品。　　2）降低辅助变压器振动传递给柜体。变压器安装方式定为座装方式，增加减振器隔绝与安装梁刚性传递振动。　　3结构优化方案　　气流通过风道会引起振动噪声，风道设计不合理也容易引起涡流噪声。因此需对风道设计采取降噪措施。　　3.1风道流场数值分析　　对风道进

8、行流场仿真，得到空气速度云图及流动迹线图，作为参考可以对风道进行结构优化。图3为冷却柜初步布局的流场仿真，得到结论为：电抗器底部会产生局部涡流，需要设计倾斜导流结构减小噪声；风机后部与风道壁之间的腔体有涡流产生，通过采用带蜗壳风机取消该腔体；总体而