取向硅钢片30QG105在动车组牵引变压器中的应用研究

蔡明星,许斯琴,韩　波（南车株洲电机有限公司,湖南 株洲 412000）

取向硅钢片30QG105在动车组牵引变压器中的应用研究

蔡明星,许斯琴,韩波
（南车株洲电机有限公司,湖南 株洲 412000）

本文根据动车组对牵引变压器的振动噪声要求，开展了选用国产取向硅钢片30QG105替代进口硅钢片的相关试验研究工作，为实现将其应用于动车组牵引变压器提供支持。

动车组牵引变压器；硅钢片；国产；30QG105

1 　前言

牵引变压器是动车组上的重要部件，将从接触网上引入的25kV高压电变换为牵引变流器及其它电器设备所需的电压。牵引变压器安装于车厢地板下方的设备舱内，运行时产生的振动与噪声会通过地板传递到乘客处，影响乘车舒适度。

由冷轧取向硅钢片叠装而成的铁心是牵引变压器的导磁通路，也是牵引变压器本体振动与噪声的主要来源。因此，我们选择硅钢片时重点关注该问题。

2　硅钢片主要性能

经分析国内各硅钢片厂家相关资料，选择了高磁感、低损耗冷轧取向硅钢片30QG105来进行替代验证。

2.1磁性能

30QG105在铁损、磁特性方面与目前采用的进口硅钢片30ZH105E已十分接近，各有优劣，体现硅钢片磁性能的样机空载试验结果满足牵引变压器的要求，从磁性能方面来看，可以进行替代。

表1　两种硅钢片磁性能对比

2.2机械工艺性能

硅钢片机械性能影响硅钢片的剪切及叠装质量，应具有适当的硬度，避免过软或过脆，确保硅钢片表面光滑平整、厚薄均匀，以利于减小剪切毛刺与提高叠装系数，两种硅钢片的机械性能对比如下表2所示。在样机试制过程中，采用与进口30ZH105E硅钢片相同的剪切与叠装工艺，30QG105的剪切毛刺、叠装后的铁心尺寸均满足牵引变压器铁心制造的相关要求，在机械性能及工艺方面，满足替代要求。

表2　两种硅钢片机械性能对比

3　硅钢片振动与噪声性能

由于动车组运行环境对牵引变压器振动与噪声性能的要求较高，为此我们针对该问题所涉及的硅钢片相关性能进行了进一步验证。

3.1磁致伸缩特性

牵引变压器本体铁心部分振动与噪声的根源是硅钢片的磁致伸缩，因此，我们对两种牌号硅钢片的磁致伸缩系数进行了测量，各选取了几组测量结果进行对比，如图1所示。

由测量结果来看，30QG105与30ZH105E在磁感应强度1.5T与1.7T时的磁致伸缩系数的对应数值相差不大，测量数据分布的离散度也比较一致。从牵引变压器设计的角度来讲，可选用国产30QG105进行替代。

3.2噪声水平对比试验

选取采用国产30QG105硅钢片、进口30ZH105E硅钢片叠装而成的牵引变压器样机数台，在切除冷却风机等辅助系统的情况下，进行空载噪声试验，测量了两种不同工况下牵引变压器本体四周8个不同部位的噪声情况。

从试验结果来看，国产30QG105叠装后的噪声水平与进口30ZH105E基本处于同一水平，可满足动车组对牵引变压器振动与噪声的要求。

4　结论

分析以上的试验数据可得出结论，国产30QG105硅钢片在相关性能上已经达到进口30ZH105E硅钢片的水平，可满足动车组对牵引变压器硅钢片的相关要求。若将30QG105在动车组牵引变压器上进行应用，能够提高动车组牵引变压器的经济性及国产化水平。

[1]张曙光.CRH2型动车组[M].北京:中国铁道出版社,2007.

[2]谢毓城.电力变压器手册[M].北京:机械工业出版社,2003.

[3]GB/T2521冷轧取向和无取向电工钢带（片）[S].2008.