轨道交通列车变压器风机设计研究

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摘要:变压器是轨道交通列车牵引系统中的重要设备,其主要负责牵引系统中电压等级调节和电源的分配,变压器冷却风机是变压器安全稳定运行的保障,在轨道交通列车中占据十分重要的地位。本文主要简单介绍了风机的主要工作原理,同时详细阐述了风机及其零部件的结构和特点,以期对专业从业者有所帮助。
关键词:变压器风机;原理 ;结构
1.研究背景
经过十余年的建设和发展,中国在高速轨道交通技术方面已经取得了十分喜人的成绩,在众多铁路从业人员的共同努力下,中国高速铁路列车逐渐成为了运行安全、舒适快捷和性价比很高的运输方式,因而也得到国际铁路市场的肯定。变压器风机是保障动车组列车安全运行的重要设备,目前动车组列车所用变压器风机主要通过进口获得,虽然风机性能较为优越,但是采购成本相对较高,采购周期较长,并且风机出现问题后维修服务相对滞后;因此开展轨道交通列车变压器风机设计研发,早日实现风机国产化,是我国动车组列车自主化和国产化进程中必不可少的一步。
2.风机设计原则
高速轨道交通列车的运行环境是十分恶劣的,列车本身在极快的速度下运行,在此过程中列车的振动是十分剧烈的,同时,列车运行的环境灰尘很大且十分潮湿,变压器冷却风机要适应高速轨道交通列车恶劣的运行环境。变压器风机要适应逆变器供电。为了保障动车组列车的环保性能,变压器风机的设计研究应注重降噪技术。变压器风机的设计应注重其安全性和可靠性。高速轨道交通列车的变压器容量更大,散热要求更高,与之配套冷却风机性能参数控制更加严格。
3.风机工作原理
变压器风机是一种双叶轮轴流通风机,采用双叶轮加单导叶的方式。风机安装在牵引变压器的一侧,安装方式主要是采用防振橡胶对风机进行悬挂安装。在叶轮的转动作用下,自然界中的冷却气流经裙板进入进气罩,进气罩首先对冷却气流进行过滤,过滤完成后的冷却气流在叶轮的作用下进入主风筒。两组叶轮对气流气体做功,速度和压力都急剧增大,在导叶的作用下,冷却气流的能量发生转换,方向转换进入风道,冷却气流经风道吹向动车组变压器,将变压器散热器的热量带走,最后通过出风口排向大气。
三自由度平台4.风机结构特点
变压器风机由主风筒、叶轮一、电动机、叶轮二、进气罩组成。叶轮一、叶轮二是由轮毂和轮叶片组合而成。主风筒是由风筒、内筒及导叶、电机安装板组成。
4.1进气罩
六分量传感器进气罩的主要功能是过滤风机吸入的杂物,保障风机及变压器的正常工作。进气罩由防尘网、钢板和搭接扣组成,防尘网采用膨胀合金材料,用来隔离杂质,防止杂质进入风机和变压器。钢板形成骨架,用以支撑和固定防尘网。为了增强防尘网和钢板的刚性连接,防尘网与钢板采用电阻点焊的方式连接在一起。为了方便进行风机的保养和维护,进气罩与风筒采用搭接扣搭接的方式进行连接,拆装十分方便。进气罩图示如图1。
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图1进风罩图示
4.2主风筒
风机最核心的部分就是主风筒,主风筒是气流的主要流通道,气流在主风筒加速后流出。主风筒内空气流速高,所以主风筒通常选用铝镁合金材料,在保证强度的情况下极大的减少了风机重量。主风筒主要由法兰、外筒、安装架、内筒、导叶、电机安装板等零件焊接而成。电机安装板为U字形状。
4.3叶轮
叶轮是风机的主要部件,在电动机的带动下,叶轮对气体做功,使气体获得能量。叶轮均选用先进的机翼形叶型,由轮芯和轮体组成,轮芯与电机轴相配合,可以保证叶轮强度。轮体采用轻型材料,可以减少叶轮重量。轮芯和轮体通过铸造连接在一起,铸造时要求使用铸造模具,轮芯和轮体连接处要求紧密。叶轮外观如图2。
图2叶轮外观
4.4接线盒
冷风门
接线盒的设计必须做到防尘防水,要求做淋雨试验,并且保证接线盒的气密性。由接线盒板、接头座、橡胶护套组成,接线盒与接线盒安装座通过螺栓连接。
5.结束语
高速轨道交通列车变压器的安全、可靠运行,对轨道交通列车来说至关重要。变压器风机作为保障轨道交通列车变压器正常运行的重要辅助部件,对保障轨道交通列车的安全运营有着十分重要的作用。本文主要简单介绍了风机的主要工作原理,同时详细阐述了风机及其零部件的结构和特点,能够对相关从业人员有所帮助,从业人员更好的从事轨道交通列车变压器风机研究,提升风机机设计制造水平,保障轨道交通列车安全可靠运行。
参考文献:
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