一种变流器柜体的振动优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种变流器柜体的振动优化方法及装置，以及一种计算机可读存储介质。该振动优化方法包括步骤：进行振动试验以获取变流器振源的振动输入；建立变流器及其工装的仿真模型；根据所述仿真模型进行模态分析并计算传递函数；以变流器柜体板的厚度及减振器的刚度为优化变量，将所述振动输入代入所述传递函数以开展迭代优化计算；以及根据所述迭代优化计算输出的最优解修改所述优化变量，以优化所述变流器柜体。本发明专利技术适于预测变流器柜体在振动方面的性能，并对变流器柜体的产品性能进行优化改进，从而节省大量的开发时间和开发成本。从而节省大量的开发时间和开发成本。从而节省大量的开发时间和开发成本。

【技术实现步骤摘要】
一种变流器柜体的振动优化方法及装置


[0001]本专利技术涉及动车、地铁等轨道交通车辆用变流器柜体的减振设计与振动优化技术，尤其涉及一种变流器柜体的振动优化方法，以及一种变流器柜体的振动优化装置。

技术介绍

[0002]变流器用于将变化不稳定的电流变成稳定的能够控制的输出电力输送到电网中，从而实现双馈发电机变速恒频的目的。当变流器受到风机、电磁等外界干扰时，会产生很大的振动和噪声问题，而较大的振动会影响变流器内部元器件的性能，影响输出的电流的稳定性，并影响到机车的乘坐舒适性。因此，有必要对变流器的振动问题进行深入研究。
[0003]现有技术通常采用试验的方法来解决变流器的振动问题。然而，试验的方法需要在实物样品的基础上才能进行，无法在生产实物变流器之前的产品设计阶段进行振动方面性能的预测与产品性能优化改进。因此，现有技术普遍需要先生产实物变流器才能进行振动优化，存在开发时间长且开发成本高昂的缺陷。此外，采用试验方法的获得的测试结果有限，不能从内在关系中分析振动问题，无法为其他变流器整柜的减振设计和振动安全评估提供技术参考和依据。
[0004]为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种轨道交通车辆用变流器柜体的振动优化技术，用于预测变流器柜体在振动方面的性能，并对变流器柜体的产品性能进行优化改进，从而节省大量的开发时间和开发成本。

技术实现思路

[0005]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。
[0006]为了克服现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提供了一种变流器柜体的振动优化方法、一种变流器柜体的振动优化装置，以及一种计算机可读存储介质，用于预测变流器柜体在振动方面的性能，并对变流器柜体的产品性能进行优化改进，从而节省大量的开发时间和开发成本。
[0007]本专利技术提供的上述变流器柜体的振动优化方法，包括步骤：进行振动试验以获取变流器振源的振动输入；建立变流器及其工装的仿真模型；根据所述仿真模型进行模态分析并计算传递函数；以变流器柜体板的厚度及减振器的刚度为优化变量，将所述振动输入代入所述传递函数以开展迭代优化计算；以及根据所述迭代优化计算输出的最优解修改所述优化变量，以优化所述变流器柜体。
[0008]优选地，在本专利技术的一些实施例中，所述变流器振源可以包括所述变流器柜体内部的变压器和风机。进行振动试验以获取所述振动输入的步骤可以包括：向待优化的变流器通电以模拟所述变流器实际运行的工况；以及从布置于变压器吊耳及风机支座的多个加
速度传感器，获取所述变压器的振动输入及所述风机的振动输入。
[0009]可选地，在本专利技术的一些实施例中，所述建立变流器及其工装的仿真模型的步骤可以包括：建立所述变流器及其工装的几何模型，其中，所述几何模型详细描述所述变流器柜体的梁结构及板结构，而以质点取代所述变流器柜体内部的部分部件；以及基于所述几何模型建立所述变流器及其工装的有限元模型，其中，所述有限元模型描述所述变流器及其工装的各部件的连接关系、连接刚度，材料属性及约束关系。
[0010]优选地，在本专利技术的一些实施例中，所述进行模态分析的步骤可以包括：对所述有限元模型进行主要频率段的结构模态分析。所述计算传递函数的步骤可以包括：计算所述有限元模型的输入信息与所述有限元模型的输出信息之间的传递关系。
[0011]可选地，在本专利技术的一些实施例中，所述振动优化方法还可以包括步骤：从布置于柜体吊耳的加速度传感器获取所述柜体吊耳的振动情况；以及将所述柜体吊耳的振动情况为优化目标以开展所述迭代优化计算。
[0012]优选地，在本专利技术的一些实施例中，所述柜体吊耳的振动情况可以包括所述柜体吊耳在主要频段的振动加速度RMS值及在100Hz处的单频振动加速度值。
[0013]可选地，在本专利技术的一些实施例中，所述振动优化方法还可以包括步骤：设置所述迭代优化计算的约束条件以获取在所述约束条件以内的最优解，所述约束条件包括所述变流器柜体板的总质量、所述变流器柜体板的厚度范围，以及所述减振器的刚度范围。
[0014]可选地，在本专利技术的一些实施例中，所述振动优化方法还可以包括步骤：根据所述仿真模型对待优化的变流器柜体进行振动响应分析；根据所述迭代优化计算输出的最优解修改所述仿真模型；基于修改后的仿真模型对优化后的变流器柜体进行振动响应分析；以及对比两次振动响应分析的结果以验证所述振动优化的结果。
[0015]优选地，在本专利技术的一些实施例中，所述振动优化方法还可以包括步骤：响应于所述振动优化的结果理想，对优化后的变流器进行强度仿真校核和/或稳定性仿真校核。
[0016]优选地，在本专利技术的一些实施例中，所述振动优化方法还可以包括步骤：响应于所述仿真校核的结果理想，对优化后的变流器柜体进行振动试验以进一步验证所述振动优化的结果。
[0017]根据本专利技术的另一方面，本文还提供了一种变流器柜体的振动优化装置，用于执行上述任意一个实施例所提供的振动优化方法，以预测变流器柜体在振动方面的性能，并对变流器柜体的产品性能进行优化改进，从而节省大量的开发时间和开发成本。
[0018]本专利技术提供的上述振动优化装置包括存储器及处理器。所述处理器耦接于所述存储器，并配置为：进行振动试验以获取变流器振源的振动输入；建立变流器及其工装的仿真模型；根据所述仿真模型进行模态分析并计算传递函数；以变流器柜体板的厚度及减振器的刚度为优化变量，将所述振动输入代入所述传递函数以开展迭代优化计算；以及根据所述迭代优化计算输出的最优解修改所述优化变量，以优化所述变流器柜体。
[0019]优选地，在本专利技术的一些实施例中，所述变流器振源可以包括所述变流器柜体内部的变压器和风机。所述处理器进一步配置为：向待优化的变流器通电以模拟所述变流器实际运行的工况；以及从布置于变压器吊耳及风机支座的多个加速度传感器，获取所述变压器的振动输入及所述风机的振动输入。
[0020]可选地，在本专利技术的一些实施例中，所述处理器可以进一步配置为：建立所述变流
器及其工装的几何模型，其中，所述几何模型详细描述所述变流器柜体的梁结构及板结构，而以质点取代所述变流器柜体内部的部分部件；以及基于所述几何模型建立所述变流器及其工装的有限元模型，其中，所述有限元模型描述所述变流器及其工装的各部件的连接关系、连接刚度，材料属性及约束关系。
[0021]优选地，在本专利技术的一些实施例中，所述处理器可以进一步配置为：对所述有限元模型进行主要频率段的结构模态分析；以及计算所述有限元模型的输入信息与所述有限元模型的输出信息之间的传递关系。
[0022]可选地，在本专利技术的一些实施例中，所述处理器还可以配置为：从布置于柜体吊耳的加速度传感器获取所述柜体吊耳的振动情况；以及将所述柜体吊耳的振动情况为优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变流器柜体的振动优化方法，其特征在于，包括：进行振动试验以获取变流器振源的振动输入；建立变流器及其工装的仿真模型；根据所述仿真模型进行模态分析并计算传递函数；以变流器柜体板的厚度及减振器的刚度为优化变量，将所述振动输入代入所述传递函数以开展迭代优化计算；以及根据所述迭代优化计算输出的最优解修改所述优化变量，以优化所述变流器柜体。2.如权利要求1所述的振动优化方法，其特征在于，所述变流器振源包括所述变流器柜体内部的变压器和风机，进行振动试验以获取所述振动输入的步骤包括：向待优化的变流器通电以模拟所述变流器实际运行的工况；以及从布置于变压器吊耳及风机支座的多个加速度传感器，获取所述变压器的振动输入及所述风机的振动输入。3.如权利要求1所述的振动优化方法，其特征在于，所述建立变流器及其工装的仿真模型的步骤包括：建立所述变流器及其工装的几何模型，其中，所述几何模型描述所述变流器柜体的梁结构及板结构，而以质点取代所述变流器柜体内部的部分部件；以及基于所述几何模型建立所述变流器及其工装的有限元模型，其中，所述有限元模型描述所述变流器及其工装的各部件的连接关系、连接刚度，材料属性及约束关系。4.如权利要求3所述的振动优化方法，其特征在于，所述进行模态分析的步骤包括：对所述有限元模型进行主要频率段的结构模态分析，所述计算传递函数的步骤包括：计算所述有限元模型的输入信息与所述有限元模型的输出信息之间的传递关系。5.如权利要求1所述的振动优化方法，其特征在于，还包括：从布置于柜体吊耳的加速度传感器获取所述柜体吊耳的振动情况；以及将所述柜体吊耳的振动情况为优化目标以开展所述迭代优化计算。6.如权利要求5所述的振动优化方法，其特征在于，所述柜体吊耳的振动情况包括所述柜体吊耳在主要频段的振动加速度RMS值及在100Hz处的单频振动加速度值。7.如权利要求5所述的振动优化方法，其特征在于，还包括：设置所述迭代优化计算的约束条件以获取在所述约束条件以内的最优解，所述约束条件包括所述变流器柜体板的总质量、所述变流器柜体板的厚度范围，以及所述减振器的刚度范围。8.如权利要求1所述的振动优化方法，其特征在于，还包括：根据所述仿真模型对待优化的变流器柜体进行振动响应分析；根据所述迭代优化计算输出的最优解修改所述仿真模型；基于修改后的仿真模型对优化后的变流器柜体进行振动响应分析；以及对比两次振动响应分析的结果以验证所述振动优化的结果。9.如权利要求8所述的振动优化方法，其特征在于，还包括：响应于所述振动优化的结果理想，对优化后的变流器进行强度仿真校核和/或稳定性仿真校核。
10.如权利要求9所述的振动优化方法，其特征在于，还包括：响应于所述仿真校核的结果理想，对优化后的变流器柜体进行振动试验以进一步验证所述振动优化的结果。11.一种变流器柜体的振动优化装置，其特征在于，包括：存储器；以及处理器，所述处理器耦接于所述存储器，并配置为：进行振动试...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏亮，贺冠强，彭宣霖，陈俊，曾亚平，李振鹏，廖俊翕，黄迪，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：