蔡明星,許斯琴,韓　波（南車株洲電機有限公司,湖南 株洲 412000）

取向硅鋼片30QG105在動車組牽引變壓器中的應用研究

蔡明星,許斯琴,韓波
（南車株洲電機有限公司,湖南 株洲 412000）

本文根據(jù)動車組對牽引變壓器的振動噪聲要求，開展了選用國產(chǎn)取向硅鋼片30QG105替代進口硅鋼片的相關試驗研究工作，為實現(xiàn)將其應用于動車組牽引變壓器提供支持。

動車組牽引變壓器；硅鋼片；國產(chǎn)；30QG105

1 　前言

牽引變壓器是動車組上的重要部件，將從接觸網(wǎng)上引入的25kV高壓電變換為牽引變流器及其它電器設備所需的電壓。牽引變壓器安裝于車廂地板下方的設備艙內(nèi)，運行時產(chǎn)生的振動與噪聲會通過地板傳遞到乘客處，影響乘車舒適度。

由冷軋取向硅鋼片疊裝而成的鐵心是牽引變壓器的導磁通路，也是牽引變壓器本體振動與噪聲的主要來源。因此，我們選擇硅鋼片時重點關注該問題。

2　硅鋼片主要性能

經(jīng)分析國內(nèi)各硅鋼片廠家相關資料，選擇了高磁感、低損耗冷軋取向硅鋼片30QG105來進行替代驗證。

2.1磁性能

30QG105在鐵損、磁特性方面與目前采用的進口硅鋼片30ZH105E已十分接近，各有優(yōu)劣，體現(xiàn)硅鋼片磁性能的樣機空載試驗結果滿足牽引變壓器的要求，從磁性能方面來看，可以進行替代。

表1　兩種硅鋼片磁性能對比

2.2機械工藝性能

硅鋼片機械性能影響硅鋼片的剪切及疊裝質量，應具有適當?shù)挠捕?，避免過軟或過脆，確保硅鋼片表面光滑平整、厚薄均勻，以利于減小剪切毛刺與提高疊裝系數(shù)，兩種硅鋼片的機械性能對比如下表2所示。在樣機試制過程中，采用與進口30ZH105E硅鋼片相同的剪切與疊裝工藝，30QG105的剪切毛刺、疊裝后的鐵心尺寸均滿足牽引變壓器鐵心制造的相關要求，在機械性能及工藝方面，滿足替代要求。

表2　兩種硅鋼片機械性能對比

3　硅鋼片振動與噪聲性能

由于動車組運行環(huán)境對牽引變壓器振動與噪聲性能的要求較高，為此我們針對該問題所涉及的硅鋼片相關性能進行了進一步驗證。

3.1磁致伸縮特性

牽引變壓器本體鐵心部分振動與噪聲的根源是硅鋼片的磁致伸縮，因此，我們對兩種牌號硅鋼片的磁致伸縮系數(shù)進行了測量，各選取了幾組測量結果進行對比，如圖1所示。

由測量結果來看，30QG105與30ZH105E在磁感應強度1.5T與1.7T時的磁致伸縮系數(shù)的對應數(shù)值相差不大，測量數(shù)據(jù)分布的離散度也比較一致。從牽引變壓器設計的角度來講，可選用國產(chǎn)30QG105進行替代。

3.2噪聲水平對比試驗

選取采用國產(chǎn)30QG105硅鋼片、進口30ZH105E硅鋼片疊裝而成的牽引變壓器樣機數(shù)臺，在切除冷卻風機等輔助系統(tǒng)的情況下，進行空載噪聲試驗，測量了兩種不同工況下牽引變壓器本體四周8個不同部位的噪聲情況。

從試驗結果來看，國產(chǎn)30QG105疊裝后的噪聲水平與進口30ZH105E基本處于同一水平，可滿足動車組對牽引變壓器振動與噪聲的要求。

4　結論

分析以上的試驗數(shù)據(jù)可得出結論，國產(chǎn)30QG105硅鋼片在相關性能上已經(jīng)達到進口30ZH105E硅鋼片的水平，可滿足動車組對牽引變壓器硅鋼片的相關要求。若將30QG105在動車組牽引變壓器上進行應用，能夠提高動車組牽引變壓器的經(jīng)濟性及國產(chǎn)化水平。

[1]張曙光.CRH2型動車組[M].北京:中國鐵道出版社,2007.

[2]謝毓城.電力變壓器手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003.

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