[摘 要]针对动车组库检作业时发现的辅助变流器风扇吊装处裂纹瑕疵的问题，通过计算分析和测试，提出相应的结构改进措施和建议，并从软件上对风扇的速度控制进行优化，保障动车组可靠运行。
　　[关键词]辅助变流器 风箱 优化
　　中图分类号：TM73 文献标识码：TM 文章编号：1009―914X（2013）22―0333―01
　　1引言
　　辅助变流器作为动车组辅助供电系统的关键部件，其用途是将牵引变流器中间电路直流环节转化为适合于辅助电气系统的三相交流电，并通过交流母线向充电机和交流负载供电。
　　辅助变流器冷却方式采用强迫风冷形式，通过格栅从相对于行车方向横向的车辆侧面区域吸气，经辅助变流器风扇向下方排气至线路路基上，风扇采用四点垂直栓接吊装于风箱下方。辅助变流器风箱结构形式如图1所示。
　　2 问题提出及初步分析
　　在日常维护检查时，因车下辅助变流器风扇处异音，拆开底板后发现风扇固定处箱体附近有裂纹。
　　辅助变流器风扇固定处的箱体裂纹，主要有两种：第一种为风扇安装处箱体板材边缘裂纹；另一种目测是从风扇固定螺栓安装孔焊接处扩散出的裂纹。
　　通过对现场情况分析，辅助变流器风箱为2mm板材结构，辅助变流器风扇吊挂在风箱板材上，并长期承受载荷，因振动产生张力，进而疲劳损伤。
　　辅助变流器风箱产生振动的可能振源有：
　　1）从车体传递至辅助变流器的振动；
　　2）辅助变流器内部隔离变压器振动；
　　3）辅助变流器风扇的振动。
　　3 原因计算分析
　　对于来自车体的振动通过部件级的冲击和振动试验来看，被辅助变流器安装用V型衬套所吸收。而辅助变流器内部隔离变压器的动载荷，经计算显示，也不会在风扇区域产生明显应力。
　　为了探讨风扇振动影响，经过有限元分析得到，辅助变流器风箱裂纹主要是由于风扇与箱体产生共振造成。主要分析过程如下：
　　对辅助变流器风箱假定施加1N的动态激励，分别从箱体纵向（X）和横向（Y）两个方向进行施加，箱体的动态响应和应力分布如图2所示。从图中可以看出，在激振频率34Hz和39Hz左右时，辅助变流器箱体上的动态应力达23MPa和20MPa。
　　即使在1N很小的激振力作用下，按34Hz激振频率计算，每小时将承受60×60×34=122400次的23MPa应力冲击，对风箱影响很大。
　　4 改进优化措施及建议
　　根据上述分析，为防止风箱裂纹继续延展，首先对风箱板材裂纹端部打止裂孔，并建议通过硬件和软件两方面进行改进优化。
　　在硬件方面，在原风扇吊装口处增加补强板，对板材进行机械加固，并新增四个通孔吊点，安全冗余度提高一倍。即使原焊接吊座完全失效，仍能够保证风扇稳固旋转正常工作。同时，记录风扇在控制电压从1V至10V（90秒内）缓慢升高过程中的加速度情况。
　　在软件方面，为避开风扇34Hz和39Hz左右的激振频率，避免共振的产生，通过对风扇的速度控制进行优化，如图3所示。在经过风扇对应临近频率时，控制风扇速度以迅速通过频率带，使主风扇转速从1900转/分快速提升至2700转/分，减少风扇在此谐振频率下的工作时间，从而抑制由共振对箱体产生的损伤。
　　5 结束语
　　本文对辅助变流器风箱裂纹问题进行原因计算分析，并从风扇载体和风扇控制两方面着手研究，通过机械加固和共振屏蔽的方式，有效抑制对风箱的损伤，从而提高动车组的运行品质。
　　参考文献
　　[1] 张文斌，宫卫南.浅析动车组的辅助供电系统[J].铁道机车车辆，2011（4）.
　　[2] 王红建，贺尔铭，赵志彬.叶片随机失谐与叶盘结构共振特性分析[J].西北工业大学学报，2011（2）.
　　[3] 輔助变流器维护说明书。