論軌道交通車輛冷卻系統風機類負載功耗特性的分析與研究

鄂慧寧+汪秀平+蘇義

摘 要：隨著時代的發展，科學技術的創新，我國交通運輸行業發展也較為迅速，軌道交通車輛是目前我國先進交通工具，本文將對軌道交通車輛冷卻系統風機類負載功耗能特性展開分析，通過軌道交通車輛風機類負載控制主要方式的探究和風機功耗等相關的因素分析，對軌道交通車輛冷卻系統提出的一系列的要求。

關鍵詞：軌道交通車輛；冷卻系統；風機負載

中圖分類號：U239.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）04-0089-01

根據市場對調查，安裝在軌道交通車輛的風機類型形式多樣，其功能也較為繁多，比如，風機、泵、壓縮機這些機械設備都起著良好的作用，現在，軌道交通車輛在運行的過程中需要運用這些設備，這主要是因為以上機械設備可以為軌道交通車輛提供充足的電力，風機產生的負載功耗也會對軌道交通車輛電容量形成一定的影響，因此，需要對負載功耗進行合理的計算，這樣才能深入分析軌道交通車輛冷卻系統風機類型負載功耗特性。

1 關于軌道交通車輛冷卻風機負載的深入分析和探究

1.1 風機類型

研究顯示，應用在軌道交通車輛上的風機有多種，比如：牽引電機冷卻風機、牽引變壓器冷卻風機、充電機冷卻風機、牽引變流器冷卻風機、輔助變流器冷卻風機、空調系統送風機和廢排系統等[1]。

1.2 風機構成

對軌道交通車輛冷卻風機的研究， 可以發現，冷卻風機的類型都屬于離心式，也就是所謂的離心式風機，這種風機主要應用于牽引系統，牽引系統在啟動的過程中，風機會對設備進行冷卻，為其提供充足的冷卻風源。但是軌道交通車輛對牽引系統的安裝具有較高的要求，牽引系統的組成部分必須要經過嚴格篩選和控制，這樣可以避免因為環境溫度和其他它因素的影響產生不良的現象，一旦牽引系統受到外界環境的限制，風機實際產生的耗電率則會不準確。

1.3 特點

軌道交通車輛在運行的過程中，其速度較快，這樣一來，在行駛時就會產生大量的噪音，影響旅客的身心，為了解決這一問題，相關部門的工作人員針對軌道交通車輛行駛速度快的特征展開合理的探討，并指出正確的安裝風機水泵可以減弱噪音，但是風機水泵的安裝面積較大，近幾年，我國對風機水泵進行創新，風機水泵不僅能控制軌道交通車輛在行駛時產生的噪音，同時，風機水泵的振動頻率較低，便于工作人員的維修，所以，我國對風機水泵的創新十分重視，在借鑒國外先進的科學技術的基礎上，我國開始研發屬于本國的風機水泵，結合本國動車租的特征和國外風機水泵的優點，進一步提升風機水泵的技術水平。隨著人們的不斷創造，風機水泵的發展也較為快速，現如今，風機水泵具有明顯的特征。（1）應用技術較為先進新穎。當前，風機水泵被廣泛應用在軌道交通車輛中，尤其在變壓器風機技術中，雙野輪軸風機和軸向離心風機得到軌道交通車輛的認可和運用，這兩類風機流量系數較高，而且壓力系數大，噪聲較弱。（2）先進的風機水泵可以起到良好的減震作業。（3）具有防塵、防潮的功能。

1.4 設計方法

在設計軌道交通車輛的風機冷卻系統時，設計人員通常會采用以下兩種方法，一是采用模擬的方法，參照風機無因參數，對離心風機的展開軌道風機的設計。二是進行驗證，利用三維CFD數據進行理論計算，根據結論展開科學的設計。但是這種方法結論與現實應用時的結構之間具有較大的差異性，并不具有穩定的可靠性和穩定性，時常會出現負載功耗過高或過低的情況，這會給軌道交通車輛帶來不利的影響。

2 關于軌道交通車輛風機負載的研究

2.1 控制方法

變閥控制、變頻控制這兩種方法都能有效的對風機負載進行合理的控制。變閥控制實際上就是通過對管道閥門的改變，然后調節風機水泵的流量。在變閥時，風機的功率不發生轉變，其性能也保持穩定，但一旦風機功率增多，其性能就會轉變。變頻控制是利用改變曲線方法和性能進行工作，這種控制方法相對于變閥控制較為理想。在應用變頻方法時可以延長風機水泵的壽命，緩解能源緊張的狀況[2]。

2.2 功耗與阻力之間的關系

軌道交通車輛在運行的過程中主要以負載功耗為主，牽引電機冷卻風機就是其原理，牽引風機在轉換氣壓和動能是，會利用旋轉的機械設備，這樣就有效的輸送氣體，實際上這是一個能量轉化的過程，在這個過程中，可以看到風機流量和壓力具體呈現數據，研究公式如下

其中P是風機功耗，PtF——風機的全壓（Pa）；qv——風機的流量（m3/s）；ηtF——風機的全壓效率。

2.3 風機功耗的影響

軌道交通車輛的風機不僅容易受到外界因素的影響，同時，其產生的功率也會對本身形成一定的影響，研究顯示，運行環境、溫度、海拔等因素都會對軌道交通車輛產生不良的影響，如果工作人員沒有做好防控措施，則會導致動車風機的功耗出現問題，軌道交通車輛也很難順利的行駛。

3 結語

綜上所述，針對軌道交通車輛風機冷卻系統風機類負載功耗特性的分析，我國要能采用合理的方法對軌道交通車輛進行實驗，研究多種減振方法，結合先進的科學技術和根據相關的公式，展開計算，進而以計算的結果為主要參考數據，與現實應用動車風機進行對比，從而創造出符合我國動車運行的風機，這不僅能改善我國交通的運行現狀，同時交通運行的速度，同時也能為我國帶來良好的經濟效益，促使我國交通行業的發展。

參考文獻

[1]李詩軍.變頻調速技術應用總結[J].品牌，2014（08）：32-45.

[2]謝振華.變頻調速技術在煤炭機電領域的運用研究[J].城市地理，2015（16）80-90.