高速轨道客车车载电气柜被动隔振方法的研究

发表时间:2020/10/20   来源:《中国电气工程学报》2020年6期   作者:崔爱娇 赵忠成 王怀东 马继红 崔佑安
[导读] 在现阶段铁路道路交通运输工程规模化建设过程中,高速轨道客车速度快速化提升的同时,
        崔爱娇  赵忠成  王怀东  马继红  崔佑安
        中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研究中心  130062
        摘要:在现阶段铁路道路交通运输工程规模化建设过程中,高速轨道客车速度快速化提升的同时,内部电器元件或多或少都受到了一定影响(冲击荷载、疲劳振动),由此极大地影响了轨道客车行驶安全性,为此本文主要就高速轨道客车车载电气柜被动隔振方法展开了系统化剖析,以此为客车的安全行驶以及电气柜结构优化打下了坚实基础。
        关键词:轨道客车车载;电气柜;隔振方法
        引言:经济的快速化发展在改善人们物质生活水平的同时,各行各业的发展也由此进入了新的阶段,其中作为交通运输也的重要载体设备,高速轨道客车的速度在不断提升,但与此同时内部电器元件也受到了强烈冲击,给轨道车辆运行的稳定性和安全性造成了十分不利的影响,为此加快高速轨道客车车载电气柜被动隔振方法的研究现已迫在眉睫。
        一、高速轨道客车车载电气柜振动原理的基本概述
        就目前来看,在对高速轨道客车车载电气柜加载减振和隔振系统时,为确保加载的有效性,工作人员需针对不同的震动类型采取针对性措施,根据振动产生原因,振动分为强迫振动、自由振动及自激振;根据结构参数特性,振动可分为线性振动、非线性振动;按照系统自由度,振动又可分为单自由度系统振动、多自由度系统振动、连续系统振动;以振动规律为参照,振动的主要类型有周期振动、随机振动、简谐振动、瞬态振动;按照振动位移特征,振动又包括直线振动、圆振动。
        二、高速轨道客车车载电气柜被动隔振方法的研究
        (一)减振、隔振的基本概述
        从某方面而言,为确保高速轨道客车行驶的稳定性和乘客的安全性,近年来国家相关部门通过采取了如下措施来防止振动——主动减振和被动减振,两者相比在防振效果方面,主动减震的效果更具有优势,但相对的防振成本却也十分高昂,被动减振的优势则在于防振成本,至于防振效果也相对较弱。经大量调研数据分析可知,振动会对机器运转和工程实施产生严重的影响,在防振时需秉承的原则有——减弱或者消除振动源、远离振动源、提高设备自身的抗振水平、避开共振区、适当利用阻尼吸收振动、利用动力吸收振动以及采取隔振措施,其中在采取隔振措施时,利用弹性装置将振源与支撑隔开的主动隔振是积极隔振是,反之将需要保护的精密设备与振动的支撑隔离的被动隔振是消极隔振。
        (二)电器柜被动隔振系统的理论依据
        振动控制由振动抑制以及振动利用两个方面组成,振动抑制就是尽量减小有害的振动。振动抑制系统包括振动体,隔离物与振动源。从能量角度来说,就是振动抑制系统与外界是否发生能量变换,此处所指的的外界能量不包含干扰源的能量。


        (三)电气柜被动隔振方法系统选择中的注意事项
        1.关于蠕变影响问题
        在进行被动隔振过程中,当材料在外部作用力的作用下,产生永久性变形的现象叫做蠕变,蠕变问题的存在从某方面会造成如下问题,即——预留导线长度以及软波导发生开裂甚至断裂现象、设备下沉导致缓冲垫与设备容易产生刚性碰撞、自激振荡不稳定振动现象的发生率增加、设备倾斜。就目前来看,为从根本上规避上述问题的出现,基层产业机构和相关部门可采取如下措施进行处理:隔振器蠕变量较大时,需在隔振器上部与设备底部之间放置一垫圈;确保预留导线和软波导的自由变形长度大于最大蠕变量;保证蠕变量相刚;根据设备下沉量大小把背架隔振器安装位置作降低处理。
        2.减振器选择及固有频率偏差问题
        在设备安装过程中,偏心现象的发生率十分普遍,对于列车行驶的安全性和可靠性而言是十分不利的,为实现最终的解耦的目的,工作人员需把支承隔振器的集合中心点逐渐向质心靠近。
        (四)车载电气柜振动问题的优化处理对策
        1.对车载电气柜定子、转子位置进行合理化设置
        在车载电气柜使用过程中,合理设定车载电气柜的定子、转子位置是十分必要的,从某方面而言为确保设置位置设定过程中,发电厂工作人员需严格按照安装规定进行作业,系统控制各部分在预留相应系统运动空间的同时,以防定子转动时摩擦问题而影响系统运行效率,并由此来有效地防止振动问题的发生;另一方面在进行锅炉调试过程中,工作人员可借助外部辅助技术对车载电气柜做功、定子做功变化进行有效调控,并通过调整定子位置变化来有效解决车载电气柜中产生的振动传输问题。
        2.对车载电气柜进行动静运维处理
        在车载电气柜运行过程中,系统动静摩擦故障问题的存在是导致系统故障产生的主要因素,因此从某方面而言为降低事故发生率,确保轨道客车传输系统的平衡性,对车载电气柜进行动静运维处理是十分必要的,具体而言就是一方面基层产业机构和相关主管部门需确保车载电气柜工作的有序开展,由此在降低运行过程中摩擦问题发生率的同时,降低系统运动变化概率;另一方面相关部门工作人员还需不断优化定子做功的摩擦频率,由此在凸显做功运动的同时,打破传统一次性检验的运维形式。
        结语
        简而言之,作为电力工业的重要设备之一,电气柜需求量在持续增加的同时,使用安全性问题也受到了各界的高度关注,其中在交通运输行业中,电气柜是轨道客车电传动控制中的重要部件,对高速轨道客车的行驶具有重要影响,但就目前来看由于近年来轨道列车的电子设备在列车行驶时会受不同程度的冲击、振动,由此在影响列车行驶稳定性的同时,也给人们的生命财产埋下了巨大安全隐患,加载减振和隔振系统现已迫在眉睫。
        参考文献:
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        [5]杨文芳.基于有限元分析的机载电子设备减振设计[J].振动与冲击,2018,29(5):230-234.
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