200km_h交流传动电力机车辅助变流柜结构仿真
4.1.14.1HXD3D型电力机车特性主要设备布置
6. 转向架牵引电机采用二、三轴对置方式；驱动 系统采用轮对空心轴驱动、刚性架悬；承载式齿 轮箱；牵引装置采用低位推挽牵引杆牵引。
7 .采用下悬式安装方式的一体化多绕组（全去耦） 变压器，具有高阻抗、重量轻等特点，并采用强 迫导向油循环风冷技术。
8 .采用顶盖夹层进风，各系统独立通风冷却技术。另外还 考虑了司机室的换气和机械间的微正压。
2014年1月13日，中国北车大连机车车辆公司研制的和 谐3D型客运电力机车，在春运到来之际正式投入运营。 和谐3D型客运电力机车时目前功率最高的新型电力客 运机车之一，最高时速160公里，凭借7200千瓦的功率， 可轻松牵引20节的旅客列车，一次最多可输送3000名 旅客。
由于不限于在铁路客运专线上行驶，和谐3D型客运电
力机车可在全国所有的电气化线路上，快速牵引直达 和特快旅客列车。机车由0km/h加速至160km/h只需 307秒。
作为我国目前单机功率最大、时速最快的大功率交流 传动客运机车，它的各项性能显著。于现有普及的交
流客运机车相比，它的牵引性能有了大幅提高，速度 提高了30﹪；而与相同速度的传统直流客运机车相比， 它的加速时间和加速距离又缩短了至少一半，这极大 地提高了机车运用和车站运转的效率。时速160公里客 运电力机车将逐步替代传统的韶山型电力机车。
和谐3D型客运电力机车具有更加聪明的“大脑”，可 以对故障进行自我诊断，确保列车可靠运行。同时， 机车还配置了最先进的电子控制制动系统，在进行加、 减速缓冲很小，避免了传统旅客列车速度变化时，旅 客摇摇晃晃“站不住脚”的现象。
和谐3D型电力机车还可以充当发电机，在下闸制动时 能把多余的动能转化为电能 回馈电网，实现节能效果。
生北 产车 最大 高连 运机 营车 速车 度辆
基于BP神经网络的200km／h牵引变流器故障诊断技术的研究
制 ２台牵引电机 （ 车控方式） ，控制方法为矢量控制。 采用 ６ ０ Ｖ ６０ ０ ／０ Ａ等级 ＩＢ ５ Ｇ Ｔ元件 。模块具有互换性 ， 系统具有各类故障诊断与保护功能 。
２ 仿真模 型 的建立
选取 Ｄｕｅｈ ｓ ａｂｃｉ 小波对定子电流信号进行 ６ ｅ 层分解。 （）故 障特征的提取 ２ 故障特征的提取方法不一 ，本文 以各尺度分解系 数 的最 大值 为特征数据加 以研究 。 具体来讲 ， 在小 波
Ａｂ 瑚 ｃ ： Ａ ｍｕｔ —ｂ ｙ ｖ ｈ ｃ ｙ ａ ｃｓ ｓ ｍ ｄ ｌｗ ｇｅ ｔｂｉｈ ｄ ｂ ｏ ｉｉｇ ｔｅ ｆ ｉ ｌｍｅ ｔａ ａ ｓｓ ｔ ｌ — ｂ ｙ ｄ ｎ ｍ ｃ ． ｙ ｅ ｆ － ｔ ｌ ｉ ｄ ｏ ｅ ｉｌ ｄ ｎ ｍｉ ｙ ｔ ｍｏ ｅ ａ ｓ ｌ ｅ ｙｃ ｍｂｎｎ ｎ ｔ ｅｅ ｎ ｎ ｌ ｉ ｗｉ ｍｕｔ ｅ ｅ ａ ｓ ｈ ｉ ｅ ｙ ｈ ｉ ｄ ｏ ｙ ａ ｉｓ Ｂ ｏ ｌ ｐ ｔｒｓ ｌｔ ｎ ａ ｄ ｎ ｍｅｉａ ａｃ ｌ ｔ ｎ ｔｅ ｓ ｅ ｓ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｏ ｅ ｂ ｇｅ ｗ ｒ ｂａｎ ｄ Ｅ ｐ ｃａｌ ， ｓ ｆｅ ｔｐ ｃ ｌｆｃｏｓ ｗ ｉ ｈ ｈ ｖ ｍｐ ｒ ｎ ｕ ｉ ａ ｏ ｎ ｕ ｒ ｌｃ ｌｕａｉ ． ｈ ｔ ｓ ｏ ｄｔ ｎ ｆｔ ｏ ｉ ｅ ｅ ｏ ｔｉｅ ． ｓ ｅ ｉｌ ｅ ｍｕ ｉ ｃ ｏ ｒ ｉ ｈ ｙ ０ｒ ｙ ｉａ ａ ｔｒ ， ｈ ｃ ａ ｅ ｉ ｏｔ ｔ Ｉ ａ ｃ ｎｒ ｕ ｏ ｓｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｈ ｒｃｅ ｓ ｃ ｎ ｔ Ｓ ｔｔ ． ｗ ｒ ｎ ｙ ｅ ｎ ｏ ｌ ｒ ｌｔ ｅ ｃ ｎ ｌｓ ｎ ｅ ｅ ｄ ａ ｎ．ｔ ｓ ｓ ｏ ｎ ｔａ ｅ ｃｔ 。 ｃ ｒｅ ｏ ｔ ｂ ｔ ｎ ｔ ｙ ａ ｃ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｓ ａ ｄ￥ ＂ Ｓｓ ｅ ｉ ｉ ｏｈ ｉｉ ｌ ｅ ａ ｅ ｅ ａ ａ ｚ ａ ｄ ｓＩ ｅｅ ａ ｖ ｏ ｃｕ ｉ ｓｗ ｒ ｒｗ Ｉ ｉ ｈ ｗ ｔｖ ｌ ｉ ｌ ｄ Ｔ ｉ ｏ ｈ ｏ ｙ ｕ ｖ ｒ ｄｕ ． ｒｉ ａ ｐ ｔ ｌ ｖ ｓ ｎ ｔｅ ｅ ｔ ｎ ｔｅ ｄ ｎ ｍｉ ｈ ｒｃｅ ｓ ｃ ｎ ｔ Ｓ ｆ ｅ ｂ ｇｅ ｗ ｔ ｉｅ ｎ ｅ ｒｅ ． ａ ｉｓ ａ ｗ ｙ￥ ￣Ｃｘ ３ｈ ｅ ｄ ｔ ｃ ｆ ｃ ｏ ｙ ａ ｃ ｃ ａａ ｔｒ ｔ ｓａ ｄ￥ ＂ Ｓ ０ ｏ ｉ ｉ ｄｆ ｒ ｔｄ ｇｅ ｓ ｌ ｌｎ ａ ｉｉ ｓ ｈ ｉｉ ｌ ｅ ｈ ｔ ｈ ｅ
200km／h动车组前头排障装置结构分析
变形 ， 此时 冲击能转化 为变形 能 ， 大部分能量被缓 冲板弹
性变形所吸收 ， 以只有 较少的一部分力传到列车上 ， 所 从
而保障列车 的安全运行 和舒适度 。排障板与车体底架通 过 吊座连接 （ 图 ４ ，６个 吊座分别沿着左侧 排障板和 见 ）ｌ
１ 吊座 ；—排障板 ；—排 障板支撑 ；－ Ｆ 一 ２ ３ ４ 障橡胶 ；—缓 冲板 ；一 ５ ６ 缓冲板支撑棒 ； ７ 一缓 冲板安装 座。
此形状 有利于切入诸如积雪等 障碍物内 ，为排 除障碍提
供方便 。缓 冲板是 由 ５ ２ ｍ厚的与排 障板 后内侧 相 个 ３ ｍ 吻合 的铝板 通过垫块隔开叠合而成 ， 于板 弹簧结构 ， 类似
外观形式见 图 ２ 此结构具有 较好 的弹性变形能力 。排障 ，
板 与缓 冲板之 间通过排 障板支撑连接 ， 见图 ３ 。排障板 支 撑 与排障板通过 ４个 Ｍ１ ２的螺 栓连接 ， 障板 支撑与缓 排 冲板 通过 ６个 Ｍ１ ２的螺栓连 接 ， 这样 有利于 拆卸 ， 维修 方便 。 在排 障器整体组装时 ， 障板与缓冲板之间保持着 排 １＋ ｍ ０ｓ ｍ均匀 间隙 。由于间隙的存 在 ， 障板受 到较小 的 ｏ 排 力 冲击时 ， 障板 与缓冲板不发生碰撞 ， 冲板基本不变 排 缓 形； 只有排 除重量 大的障碍物时 ， 障板受到较 大的力 冲 排 击而发生较 大的变形 ，当变形超过允许 的 １＋ ｍ 间隙 ０５ ｍ ｏ
有足够的联结强度 ， 而且有一定 的弹性 ， 提高了前头排 障
装 置的排 障能力。
钢板 焊接 而成 ， 头部呈 犁头状 ， 整体与 车头形状 相吻合 ，
收 稿 日期 ：Leabharlann ０ ８ Ｏ — ７ ２０ 一 １０
毕业设计(论文)-交流传动电力机车的性能分析
兰州交通大学自学考试本科毕业论文摘要交流传动电力机车是指各种变流器供电的交流异步或同步电动机作为传动电机的电力机车或电动车组。
电力牵引交流传动系统主要由受电弓﹑主断路器﹑牵引变压器﹑牵引变流器、三相交流牵引电动机﹑齿轮箱等组成。
根据变流器是否带中间回路，分为交直交变流器或交交变流器两类。
根据中间回路的选择原件的不同，又分为电压型系统﹑电流型系统两种基本结构。
交流传动系统主要由牵引变压器﹑牵引电机﹑牵引变流器组成。
交流传动电力机车具有如下优点：1）良好的牵引性能；2）电网功率因数高，谐波干扰小；3）牵引系统功率大、体积小、重量轻；4）动态性能和黏着利用好；5）显著的节能效果，良好的可靠性、维修性；6）减少磨耗，降低运营成本，解决了对信号和通信设备的干扰。
交流传动技术经过近30年的发展与直流电力机车相比有如上些优良特点，在国内外轨道交通运载装备中得到了广泛的应用。
交流调速系统目前的发展水平可以概括为:1)已从中小容量等级发展到大容量,特大容量等级,并解决了交流调速系统的性能指标问题,填补了直流调速系统在特大容量调速的空白。
2)可以使交流调速系统具有高的可靠性和长期连续运行能力，从而满足有些场合长期不停机检的要求和对可靠性的要求。
3)可以使交流调速系统实现高性能，高精度的转速控制。
除了控制部分可以得到和直流调速控制同样良好的性能外，异步电动机本身固有的优点又使整个控制系统得到更好的动态性能。
采用数字锁相控制的异步电动机变频调速系统，调速精度可高达0.002％。
4)交流调速系统以从直流调速的补充手段发展到与直流调速系统相竞争、相媲美、相抗衡，并逐渐取代的地位。
关键词：交流传动基础；调速；启动；制动；平稳性论文类型：应用与研究交流传动电力机车性能分析abstractAc drive locomotive refers to all converter power supply of asynchronous and synchronous motor communication as the drive motor electric locomotive or emus. Electric traction ac drive system mainly by the bow by electricity, Lord circuit breaker, traction transformer, traction converters, three-phase ac traction motor, gear box etc. According to whether converter with middle circuit, divided into/ZhiJiao converter or hand over two kinds of converter. According to the choice of the original middle loop is different, and divided into the voltage type system, current model system two basic structure. Ac drive system mainly by the traction transformer, traction motor, power converters composition.Ac drive locomotive has the following advantages:1) good traction performance;2) grid power factor is high, the harmonic interference is small;3) traction system power is great, small volume, light weight,4) dynamic performance and gelling use good;5) significant energy saving effect, good reliability, maintainability;6) reduce wear, lower operating costs, solve the signal and communications equipment of interference.Ac drive technology after nearly 30 years of development and dc electric locomotive is compared on some good features, in domestic and international rail transit transport equipment in a wide range of applications.Exchange speed regulation system of the current development level can be summarized as: 1) already from small and medium-sized capacity development level to the large capacity, big volume level, and solve the performance index of ac speed adjustment system, to fill the gaps in dc speed control system super capacity in the blank of speed.2) can make the communication speed regulation system has high reliability and long-term continuous operation ability, so as to meet some situations long-term computer retrieval requirements and to keep the reliability of the requirements.3) can make the communication speed regulation system to realize high performance, high accuracy of speed control. In addition to the control part can get and dc speed control also good performance outside, asynchronous motor itself inherent advantages and make the whole control system has better dynamic performance. The digital phase lock control variable frequency speed regulation system of induction motor speed precision can be as high as 0.002%.4) exchange speed regulation system from the dc speed control to supplement to and development means dc speed control system in competition, comparable to, to compete, and gradually replace status兰州交通大学自学考试本科毕业论文摘要················································································错误！未定义书签。
200km／h速度等级电力机车轮盘制动装置研制
２０ ０ ７年 ３月 ２ 日 ０
２０ ｍｈ ０ ／ 速度等级 电力机车轮盘制动装置研制 ｋ
黄勇明 胡宇锋 艾正武 江 国固 ， ， ，
（． １ 中国南车集团株 洲电力机车有 限公 司， 湖南 株洲 ４ ２０ ； ． １０ １ ２ 株洲九方制动设备有限公司，湖南 株 洲 ４ ２ ０ ） １０ １ 摘 要： 介绍了用 于 ２０ｋ ／ ０ ｈ速度等级 电力机车轮盘制动装置 的结 构 、 ｍ 工作原理 、 技术参数 。型式试验及 装车考核运 用表 明 ， 该制动装置 能满 足 ２０ｋ ／ ０ ｍｈ机车对基础制动系统较高的安全可靠性要求 。 关键词： ０ ｋ ／ ２ ０ ｍ ｈ速度 等级 电力机车 ； 轮盘制动 ； 技术参数 ； 工作原理 ； 试验
ＨＵＡＮＧ Ｙｏ ｇ ｍｉｇ ， —ｅ ｓ， ｈ ｎ — ＪＡＮ Ｇｕ － ｕ ｎ － ｎ ＨＵ Ｙｕ ｆｎ ＡＩ ｅ ｇ ＷＵ ， Ｉ Ｇ ｏ ｇ Ｚ
（ ． Ｓ ｈ ｚｏ ＥｅｔｃＩ ， ｏｉ Ｃ ．Ｌｄ， ｈｚｏ １０ １ Ｃ ｉ ； １Ｃ ＲＺ ｕｈ ｕ ｌ ｒ ｘ ｏ ｔ ｅ ｏ，ｔ． Ｚ ｕｈｕ ４ ２ ０ ， ｈｎ ｃｉ ￣ ｍ ｖ ａ
中图分类号： ２ ０３ １ Ｕ６． ５ 文献标识码： Ａ 文章编号：１７ — ７ ２ ０ ）２ Ｏ Ｏ — ４ ６ ２ １８ （ ０ ７０ 一Ｏ ６ ０ １
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｆ ｅ ｌ ｉｋ ｂ ａ ｉ ｇｄ ｖ ｃ ｏ ｌｃ ｒｃｌｃ ｍｏ ｉｅａ ０ ｍ／ ｖ ｌｐ ｎ ｏ ｗｈ ｅ ｓ ｒ ｋ ｎ ｅ ｉｅｆ ｒｅｅ ｔｉ ｏ ｔｖ ｔ２ ０ｋ ｈ ｄ ｏ
维普资讯
第３ ０卷
第 ２期
电力机车与城轨车辆
Ｅｋ ｃｒｃ ｔｉ Ｌｏ ｍｏｔ ｓ ＆ Ｍ ａ ｓ ｒｌｓ￣ Ｖｅ ｉ ｌｓ ｃｏ ｉ ｖｅ ｓ Ｔ ｏｌｉ ｈ ｃｅ
电力机车的传动控制技术
摘要：近年来, 为了适应“提速、重载”的要求, 功率大、性能技术先进的新型国产内燃、电力机车的投人运用, 成为我国铁路运输的主要牵引动力。
自1995年以来, 我国铁路机车迅速更新换代, 不仅蒸汽机车迅速退出历史舞台, 而且国产第一代内燃机车和第二代内燃机车的早期产品也批量报废, 国产第一代电力机车早期产品已开始批量报废, 第二代国产电力机车正通过大修改造为第三代相控电力机车。
近年来, 大批量生产的是适应“提速、重载”的第三代内燃、电力机车, 并在积极研制第四代新型内燃、电力机车。
本文简要介绍了机车电力传动形式的转变历程，回顾了交流传动的发展历史，揭示出电力电子技术与电传动技术的密切关系，重点阐述了我国电力牵引技术的发展与现状，并展望了以交流传动技术为方向的我国铁路机车车辆装备制造业的发展前景。
关键词：电力机车传动，控制技术，发展与现状。
目录1.电力传动形式的转变 (3)2.交流传动技术 (3)2.1 交流传动技术的发展 (3)2.2交流传动技术的原理简介 (5)3.我国机车电传动技术的发展 (6)3.1 第一代电力机车控制技术 (6)3.2 第二代电力机车控制技术 (7)3.3 第三代电力机车控制技术 (8)4.展望 (10)参考文献： (11)1.电力传动形式的转变从很早的年代开始,人们就一直努力探索机车牵引动力系统的电传动技术。
1879年的世界第一台电力机车和1881年的第一台城市电车都在尝试直流供电牵引方式。
1891年西门子试验了三相交流直接供电、绕线式转子异步电动机牵引的机车, 1917年德国又试制了采用“劈相机”将单相交流供电进行旋转、变换为三相交流电的试验车。
这些技术探索终因系统庞大、能量转换效率低、电能转换为机械能的转换能量小等因素,未能成为牵引动力的适用模式。
1955年,水银整流器机车问世,标志着牵引动力电传动技术实用化的开始。
1957年,硅可控整流器( 即普通晶闸管) 的发明, 标志着电力牵引跨入了电力电子时代。
动车组牵引系统故障原因及改进方法
湖南高速铁路职业技术学院金工实训（2018 届）题目：动车组牵引系统故障原因及改进方法系（部）：机电系专业班级：车辆1501 姓名：肖文集指导老师：成果表现形式：2016年 05 月 09 日摘要根据动车组牵引系统的结构层次，将牵引系统划分为系统、分系统、装置、组件４种约定级别，建立牵引系统及分系统的产品结构树，并对牵引系统各组成部分的功用进行简要介绍。
基于动车组实际运用状况，以建立好的产品结构树为分类依据，对牵引系统的故障信息进行整理、统计，绘制出高压电器分系统、牵引传动分系统和辅助电源及机组分系统的主次图和因果图，得到不同装置及组件的故障比例、导致故障发生的主要因素和次要因素，同时对故障原因进行分析，提出维护建议。
关键词牵引系统；产品结构树；主次分析；因果分析目录第一章绪论 (1)第二章 CRH型动车组的牵引传动系统的简介 (2)2.1 CRH3型动车组的牵引传动系统的简介 (2)2.2 CRH3型动车组的牵引传动系统的特点 (2)2.3 CRH2 牵引传动系统基本组成 (4)2.4 CRH2 牵引传动系统主电路 (5)2.5.我国机车电传动技术的发展与现状 (8)2.6 CRH型动车组的牵引传动系统的现状 (10)第三章.牵引系统故障分析 (12)3.1 牵引系统的产品结构树及各分系统的功能 (12)3.2牵引系统故障的主次及因果分析 (13)四．结束语 (18)第一章绪论本文从新一代高速动车组的牵引传动系统参数匹配设计、系统试验验证等方面进行论述。
按照动车组总体技术要求，进行系统的牵引特性计算及部件的容量计算，就牵引力和牵引功率、动拖比、电机转速与传动比关系、启动牵引力、部件参数等方面进行分析。
近些年，中国高速铁路蓬勃发展，给人们的出行带来了很大的便利。
牵引系统是动车组的关键系统之一，在保障动车组安全可靠地运行上起着举足轻重的作用。
为了使牵引系统更好地运用和维修，有必要对其进行故障统计和故障原因分析。
200km／h电力机车转向架一系悬挂设计分析
李嘉伟 （９７一）男 ，山西 大同人 ，工程 师 （ １７ 收稿 日期 ：２０ —１ —２ ） ０ ８ ０ ３
１６ ７
主要 结构 ，一种 是双 拉 杆 、双 弹簧 结 构 ，另一 种 是 单
拉杆 、双 弹簧 的结构 型 式 。对 于前 者 ，主要 通 过钢 弹
簧提供一系悬挂 的垂向刚度 ，双拉杆提供纵 向和横 向 刚度 ，该 结构 可 以适应 较宽 范 围 的横 向刚度 要 求 ；而
对于 后者 ，结构 较 简单 ，一 系悬 挂 的垂 向和 横 向 刚度
２ 结构 设计
一
为保证机车具有 良好 的运行 品质 和高可靠性 ，在
轴 箱与构 架之 间设 置 一 系 悬 挂 系统 ，在 车体 与 转 向架 之 间设置 二 系悬挂 系统 。这 种 两 系 弹 性悬 挂 结 构 可 以 减 小悬 挂系统 垂 向合 成 刚度 ，增 大 机 车 总 静 挠度 ，从 而改善 机车 的运行 平稳 性 ，减小 对线 路 的动作用 力 。
２ ０ｌｎ ｈ电力机 车 转 向架 一 系悬挂 设 计分 析 ０ ｒ ￣／
李嘉 伟 ，张志 和 ，王 开云 （ 大 同 电力机 车有 限责任 公 司 技 术 中心 ， 山西 大 同 ０７３ ； １ ３０８
２ 西 南交通 大 学 列 车 与线路研 究所 ， 四川 成都 ６ ０ ３ ） １０ １
第 ２ 卷 增 刊 ８ ２ ０ 年 １ 月 ０ ８ ２
铁 道 机 车 车 辆
ＲＡⅡ Ａ Ｉ Ｃ０ＭａⅡＶＥ ＆ Ｃ Ｙ Ｄ ＡＲ
Ｖｏ ． ８ Ｓ ｐ ｌ １ ２ ｕ ｐ Ｄｅ ． ｅ ２ ０８ ０
文章编号 ：１０ —７４ （０ ８ 一０７ ０ ０８ ８２ ２ ０ ）Ｓ １５— ３
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= 0 . 3 ,
密度
图 3 辅助变流柜体的有限元模型
= 7 . 85 ( 10 kg /m . 屈服强度为 220M Pa ,
3 3
极限强度为 270~ 350MP a . 2 . 2 计算载荷工况 辅助变流柜的计算载荷按照标准 EN 61373 施加, 考核柜体在惯性力载荷下的静强度 . 计算载 荷工况分以下 3 种: ∀ 自重 + 纵向惯性力; # 自重 + 横向惯性力 ; ∃ 自重 + 垂向惯性力. 按照标准 EN 61373 , 沿着各方向对柜体进行 冲击试验, 每次冲击都定义为一个有周期和振幅 的半正弦脉冲. 柜体直接安装在底架上 (类别 1 、 A 级 ) . 沿着各方向, 冲击分别为 负值和正值 . 在数 值上, 每次冲击将通过具有固定振幅的静态计算 进行模拟, 并且考虑 加速度 放大倍 率. 标准 IEC ( 2) 铆钉连接和螺栓连接的模拟 图 4 为模拟铆接和螺栓连接的刚性单元位置 分布图 . 铆接是通过工具连续锤击或用压缩机压 缩铆钉杆端 , 使钉杆充满锭孔并形成铆成头进行 连接; 螺栓连接通过采用标准紧固件 , 选择合理的 螺纹牙、 螺栓头、 光杆和螺母的结构进行连接
表 2 改进前后柜体最大 Von M ises 应力值
最大 V on M ises应力 /M Pa 计算载荷工况 改进前 柜体结构 自重 + 纵向惯性力 纵向冲击 ( + Y) 纵向冲击 ( - Y) 横向冲击 ( + Z ) 横向冲击 ( - Z ) 垂向冲击 ( + X ) 垂向冲击 ( - X ) 325 340 334 396 346 224 改进后 柜体结构 178 201 193 216 188 95. 5
刘岩 , 孙丽萍 , 封全保 , 杨俊杰 , 孙杰
*
1
1
2
2
2
( 1. 大连交通大学 交通运输工 程学院 , 辽 宁 大连 116028 ; 2. 中 国北车 集团 大 同电力 机车 有限责 任公 司 , 山西 大同 037038 ) 摘 要 : 为了确保辅助变流柜柜体结构设计的 合理和 使用的安 全 , 在详细 分析 200 km /h 交 流传动 电力机
[ 4]
.
铆接和螺栓连接的工艺特点决定了其适用于异性 金属以及焊接性能不良的金属的连接 . 铆钉杆充 满钉孔 , 螺母和螺栓头之间的压力使得连接处结 构被约束的自由度相同, 从而达到连接的目的 . 铆
第 3期
刘岩 , 等 : 200 km /h 交流传动电力机车辅助变流柜结构仿真
23
68 2 37 中按照脉冲类型 ( 半正弦波 ) 和通用频率 给出了放大倍率值 (全局模式值乘以脉冲周期 ). 表 1 为冲击计算中用到的 最 大 加 速 度 和 放 大 倍率.
图 4 模拟铆接和螺栓连接的刚性单元位置分布图
( 3) 电气元件的模拟 柜体内各吊挂安装电气元件为非承载件, 结 合该柜体的结构特点与受力特征 , 在有限元力学 模型中 , 柜体内各设备通过计算其重心及安装座 位置, 以质量单元形式加至各对应节点上 . 采用的 质量单元为具有 6 个自由度的单节点单元, 可以 模拟电气元件的重力和惯性力. 最终得到的柜体 有限元模型共有 : 节点 114666个, 壳单元 104875个, 刚性单元 1 847 个, 质量单元 321 个. 柜体所 用 材料 为 GALFAN 钢 , 其 材 料特 性 为 : 弹性模量 E = 2 . 1 ( 10 MP a , 泊松比
2
图 6 纵向加速度为 - 88. 42 m / s2 时 与冷却风 机座相连隔板的 V on M ises应力云图
24
大
连
交
通
大
学
学
报
第 30 卷
4 柜体结构改进建议
建议采用加强筋或者增加板厚等补强措施对 柜体结构进行改进 . 在基本不改变原设计的情况 下 , 本文采用了对强度薄弱部位增加板厚的方法 来处理 . 分别对四个薄弱部位增加板厚: ∀ 与断路 器盘装配相连的挡板 ( 如图 9 所示 ) 的厚度由原 来的 2 mm 变为 3 mm; # 断路器盘装配的接触器 支板和后面的连接支撑板相连的连接板 ( 如图 10 所示 ) 的厚度由原来的 3mm 变为 4mm; ∃ 与冷却 风机座相连的支板 (如图 11 所示 ) 的厚度由原来 的 3 mm 变为 4 mm; % 与柜体中间板相连的上部支 板 (如图 12所示 )的厚度由原来的 2mm 变为 3mm.
[ 5]
, 或者处理成类似点焊的形式, 等等. 本研究
中的柜体所用的铆钉和螺栓 数量有 1 000 多个, 考虑到模拟计算的准确性和效率 , 本文采用了刚 性单元来模拟铆钉连接和螺栓连接 .
2 辅助变流柜的有限元模型
本文利用计算机仿真分析软件 CAT I A 完成 了 200 k m / h 电力机车辅助变流柜的三维造型结 构设计 , 运用 有限元分 析软件 H yper W orks , 建立 了柜体的有限元力学模型 . 2 . 1 有限元模型的建立 ( 1) 单元的选取 由于柜体 材料为 2 mm 和 3 mm 厚的 GAL FAN 钢 , 因此采用了壳单元对柜体结构进行网格 划分, 建立详细的柜体有限元模型, 柜体结构的有 限元模型如图 3 所示 .
0 引言
为了适应我国时速 200 k m / h 客运专线运用 要求, 同时更好地满足已有干线进一步提速发展 需要, 目前我国正在研制设计新一代 200 km / h 交 流传动客运电力机车. 电气传动是电力机车中极 其重要的部分, 其中辅助变流柜是保证该机车电 气传动的一个重要的装置, 其内部放置了大量的 电气设备 , 这些设备相互依靠、 相互制约 , 是电气 性能得以实现的重要保证. 柜体结构的强度和振 动特性直接影响到柜内电气元件的正常工作, 甚 至影响列车运行安全
图 2 辅助变流柜后部冷却系统区布局图 (移除门板 )
* 收稿日期 :
2008 10 17 作者简介 : 刘岩 ( 1981- ), 女 , 硕士研究生 , 主要从事机车车辆结构分析的研究 E m ai: l nakusaku la @ 163. co m.
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大
连
交
Байду номын сангаас
通
大
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学
报
第 30 卷
的蓄电池提供满足充电特性的充电电源; & 实现 机车上的各种辅机和辅助装置的低压控制功能; ∋实现辅助系统控制指令、 状态信息和故障信息 的网络通讯功能 . 1 . 2 柜体的结构 柜体采用 GALFAN 钢板铆接和螺栓 连接的 结构, 该结构加工效率高、 铆接组装精度高、 外观 质量好 , 较焊接结构在精度与质量上有很大的提 高 ; 其封闭式的结构设计, 能够确保柜体内部的清 洁和电气件的良好运行, 提高机车运行安全. 根据 其功能化、 模块化、 系统化的设计思路 , 考虑到布 线工艺性、 EM C 电磁兼容方面的综合因素 , 内部 结构大致分为五个区 , 分别为功率模块区、 控制单 元区、 检测保护区、 低压控制区和冷却系统区.
2
3 柜体计算结果分析
3 . 1 自重 + 纵向惯性力 ( 1) 纵向加速度为 88 . 42m / s 时的计算结果 纵向冲击 ( + Y ) 作用下 , 柜体的最大应力为 326MP a , 发生在断路器盘装配的接触器支板和后 面的连接支撑板相连的部位, 如图 5 所示 .
2
垂向冲击 ( + X ) 作用下, 柜体的最大应力为 346MP a , 发生在与柜 体中间板相 连的上部 支板 上 , 如图 8所示.
车辅助变流柜 结构特点的基础上 , 利用有限元分析软件对其进行了 虚拟样机结构仿真分析 , 分析 结果表明 柜体初始设计 方案局部结构的最大等效应力超过了材料的 许用应力 , 因此 对柜体结 构强度 薄弱部 位进行 了合理的改进 , 并满足了规范要求 , 其研究成果为辅助变流柜的研制开发提供了一定的理论依据 . 关键词 : 电力机车 ; 辅助 变流柜 ; 有限元分析 中图分类号 : U 260. 2 文献标识码 : A
图 5 纵向加速度为 88 . 42m / s 时断路器盘 装配局部结构的 V on M ise s应力云图
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图 8 垂向加速度为 45 . 75 m / s2 时与柜体中间板 相连的上部支板的 Von M ises应力云图
( 2) 纵向加速度为 - 88 . 42m / s 时的计算结果
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( 2) 垂向加速度为– 45 . 75m / s 时的计算结果 垂向冲击 ( - X ) 作用下, 柜体的最大应力为 224MP a , 发生位置同上 . 由上述三种工况分别作用下所得应力分布可 知 , 柜体结构大部分单元应力小于材料的许用应 力 , 但是局部结构的单元应力大于材料的许用应 力 220MP a , 应力最大处发生在 断路器盘装配的 接触器支板和后面的连接支撑板相连的部位, 柜 体后部与冷却风机座相连的中间隔板处, 以及与 柜体中间板相连的上部支板上 .
构设计的合理和使用的安全, 在设计阶段必须对 柜体结构进行强度分析. 本文依据标准 EN 61373 铁路应用 机车车辆设备冲击和振动试验 !, 对 该辅助变流柜进行了虚拟样机结构仿真分析, 研 究成果为辅助变流柜的研制开发提供了一定的理 论依据 .
1 辅助变流柜简介
1 . 1 柜体的功能 图 1 为辅助变流柜前部布局图 ( 移除门板 ), 图 2 为辅助变流柜后部冷却系统区布局图 ( 移除 门板 ). 该辅助变流柜安装在 200 km / h 交流传动
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放大倍率 1. 768 4 1. 709 2 1. 524 9
实际计算中的最大 加速度 / ( m ) s 88 . 42 51 . 28 45 . 75
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)
三种计算载荷 工况中都考虑 了重力加 速度 ( 垂向 9 . 81m / s ) . 2 . 3 边界条件 为模拟顶板后部通过拉板与车体侧墙横梁的 螺栓连接, 约束顶板后部的螺栓孔边的全部 6 个 自由度 . 底部螺栓孔为和车体地板连接部位, 视为 完全不能相对运动 , 所以约束螺栓孔边的全部 6 个 自由度 .