论轨道交通车辆冷却系统风机类负载功耗特性的分析与研究

鄂慧宁+汪秀平+苏义

摘 要：随着时代的发展，科学技术的创新，我国交通运输行业发展也较为迅速，轨道交通车辆是目前我国先进交通工具，本文将对轨道交通车辆冷却系统风机类负载功耗能特性展开分析，通过轨道交通车辆风机类负载控制主要方式的探究和风机功耗等相关的因素分析，对轨道交通车辆冷却系统提出的一系列的要求。

关键词：轨道交通车辆；冷却系统；风机负载

中图分类号：U239.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）04-0089-01

根据市场对调查，安装在轨道交通车辆的风机类型形式多样，其功能也较为繁多，比如，风机、泵、压缩机这些机械设备都起着良好的作用，现在，轨道交通车辆在运行的过程中需要运用这些设备，这主要是因为以上机械设备可以为轨道交通车辆提供充足的电力，风机产生的负载功耗也会对轨道交通车辆电容量形成一定的影响，因此，需要对负载功耗进行合理的计算，这样才能深入分析轨道交通车辆冷却系统风机类型负载功耗特性。

1 关于轨道交通车辆冷却风机负载的深入分析和探究

1.1 风机类型

研究显示，应用在轨道交通车辆上的风机有多种，比如：牵引电机冷却风机、牵引变压器冷却风机、充电机冷却风机、牵引变流器冷却风机、辅助变流器冷却风机、空调系统送风机和废排系统等[1]。

1.2 风机构成

对轨道交通车辆冷却风机的研究， 可以发现，冷却风机的类型都属于离心式，也就是所谓的离心式风机，这种风机主要应用于牵引系统，牵引系统在启动的过程中，风机会对设备进行冷却，为其提供充足的冷却风源。但是轨道交通车辆对牵引系统的安装具有较高的要求，牵引系统的组成部分必须要经过严格筛选和控制，这样可以避免因为环境温度和其他它因素的影响产生不良的现象，一旦牵引系统受到外界环境的限制，风机实际产生的耗电率则会不准确。

1.3 特点

轨道交通车辆在运行的过程中，其速度较快，这样一来，在行驶时就会产生大量的噪音，影響旅客的身心，为了解决这一问题，相关部门的工作人员针对轨道交通车辆行驶速度快的特征展开合理的探讨，并指出正确的安装风机水泵可以减弱噪音，但是风机水泵的安装面积较大，近几年，我国对风机水泵进行创新，风机水泵不仅能控制轨道交通车辆在行驶时产生的噪音，同时，风机水泵的振动频率较低，便于工作人员的维修，所以，我国对风机水泵的创新十分重视，在借鉴国外先进的科学技术的基础上，我国开始研发属于本国的风机水泵，结合本国动车租的特征和国外风机水泵的优点，进一步提升风机水泵的技术水平。随着人们的不断创造，风机水泵的发展也较为快速，现如今，风机水泵具有明显的特征。（1）应用技术较为先进新颖。当前，风机水泵被广泛应用在轨道交通车辆中，尤其在变压器风机技术中，双野轮轴风机和轴向离心风机得到轨道交通车辆的认可和运用，这两类风机流量系数较高，而且压力系数大，噪声较弱。（2）先进的风机水泵可以起到良好的减震作业。（3）具有防尘、防潮的功能。

1.4 设计方法

在设计轨道交通车辆的风机冷却系统时，设计人员通常会采用以下两种方法，一是采用模拟的方法，参照风机无因参数，对离心风机的展开轨道风机的设计。二是进行验证，利用三维CFD数据进行理论计算，根据结论展开科学的设计。但是这种方法结论与现实应用时的结构之间具有较大的差异性，并不具有稳定的可靠性和稳定性，时常会出现负载功耗过高或过低的情况，这会给轨道交通车辆带来不利的影响。

2 关于轨道交通车辆风机负载的研究

2.1 控制方法

变阀控制、变频控制这两种方法都能有效的对风机负载进行合理的控制。变阀控制实际上就是通过对管道阀门的改变，然后调节风机水泵的流量。在变阀时，风机的功率不发生转变，其性能也保持稳定，但一旦风机功率增多，其性能就会转变。变频控制是利用改变曲线方法和性能进行工作，这种控制方法相对于变阀控制较为理想。在应用变频方法时可以延长风机水泵的寿命，缓解能源紧张的状况[2]。

2.2 功耗与阻力之间的关系

轨道交通车辆在运行的过程中主要以负载功耗为主，牵引电机冷却风机就是其原理，牵引风机在转换气压和动能是，会利用旋转的机械设备，这样就有效的输送气体，实际上这是一个能量转化的过程，在这个过程中，可以看到风机流量和压力具体呈现数据，研究公式如下

其中P是风机功耗，PtF——风机的全压（Pa）；qv——风机的流量（m3/s）；ηtF——风机的全压效率。

2.3 风机功耗的影响

轨道交通车辆的风机不仅容易受到外界因素的影响，同时，其产生的功率也会对本身形成一定的影响，研究显示，运行环境、温度、海拔等因素都会对轨道交通车辆产生不良的影响，如果工作人员没有做好防控措施，则会导致动车风机的功耗出现问题，轨道交通车辆也很难顺利的行驶。

3 结语

综上所述，针对轨道交通车辆风机冷却系统风机类负载功耗特性的分析，我国要能采用合理的方法对轨道交通车辆进行实验，研究多种减振方法，结合先进的科学技术和根据相关的公式，展开计算，进而以计算的结果为主要参考数据，与现实应用动车风机进行对比，从而创造出符合我国动车运行的风机，这不仅能改善我国交通的运行现状，同时交通运行的速度，同时也能为我国带来良好的经济效益，促使我国交通行业的发展。

参考文献

[1]李诗军.变频调速技术应用总结[J].品牌，2014（08）：32-45.

[2]谢振华.变频调速技术在煤炭机电领域的运用研究[J].城市地理，2015（16）80-90.