[发明专利]一种确定轨道交通变流器转动惯量的方法及系统

说明书

本申请提供了用于确定轨道交通变流器转动惯量的方法及系统，该方法包括以下步骤：步骤1、通过刚体模态测试确定该变流器的加速度响应值集合，并确定该变流器的质量；步骤2、根据该加速度响应值集合和该质量确定该变流器的转动惯量。通过本申请提供的确定轨道交通变流器的转动惯量的方法以及系统，能够利用相对简单的采集仪器和试验分析方法，解决了现有的基于三线悬吊法测量法试验难度较大的难题。通过上述方法可方便获得变流器柜体的结构参数，测试过程更为简单，为变流器与车体的动力学仿真分析提供了准确的现场实测数据，对于提高仿真准确度具备实际的应用价值。

技术领域

本发明涉及轨道技术领域，并且更具体地，涉及一种快速确定轨道交通变流 器的转动惯量的方法及系统。

背景技术

现有的轨道交通车辆变流器，主要通过减震器或螺栓固定连接与动车车体底 部，从而与车体之间构成一个动力学系统。车体与变流器两者之间往往相互影响， 车体振动通过连接部件传递至变流器柜体，影响部件可靠性；而变流器内部风机、 变压器等部件的工作也会影响到车体的振动特性，从而影响到乘客的舒适性。因 此，为了有效地分析车体、变流器振动传递特性，进行整体减振研究，建立准确 的车体、变流器动力学模型显得格外重要。

在进行变流器的动力学分析时，计算或测量变流器的转动惯量是一个必要的 步骤。对于刚体转动惯量的测量在人类生产实践当中是常常遇到的。比如在机械 设计制造、转动物体的研究、运动学理论的推导等很多领域需要考虑到它。工厂 中生产出的许多零部件也需要对它们的转动惯量进行测量，以确定它们的某些转 动性能是否符合标准。目前，变流器柜体转动惯量参数的获取通常通过三线悬吊 法获得，但该方法试验难度较大，且需要专用的工装，试验成本较高。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种轨道交通变流器转动惯量测 试方法及系统，能够快速获取变流器柜体的转动惯量，并保证测试结果的准确性， 从而为变流器柜体进行动力学等分析提供准确参数。

本申请提供的用于确定轨道交通变流器转动惯量的方法，包括以下步骤：步 骤1、通过刚体模态测试确定该变流器的加速度响应值集合，并确定该变流器的 质量；步骤2、根据该加速度响应值集合和该质量确定该变流器的转动惯量。

在一个实施方式中，在步骤1中，该加速度响应值集合通过以下的步骤确定： 步骤11、将该变流器通过弹性绳悬吊；步骤12、确定该变流器的基点以及变流 器柜体表面的多个测试点；步骤13、在坐标系中将基点作为原点并确定该多个测 试点相对于该基点的空间坐标，以建立用于测试的三维几何模型；步骤14、通过 刚体模态测试结合该三维几何模型确定该多个测试点的加速度响应值集合，该加 速度响应值集合由每个测试点的加速度响应值所组成。

在一个实施方式中，步骤14包括：步骤141、在每个测试点处布置三轴向加 速度传感器；步骤142、对该变流器进行激励，并利用该三轴向加速度传感器检 测该每个测试点的加速度响应值。

在一个实施方式中，步骤14通过移动传感器法或移动力锤法进行。

在一个实施方式中，在步骤11中，在该弹性绳和该变流器之间设置有刚性 绳索以减小结构阻尼。通过该实施方式，可以减小结构的阻尼，从而提高实验结 果的准确性。

在一个实施方式中，该变流器的质量通过设置于该弹性绳和行车之间的拉力 称重传感器进行测量。通过该实施方式，能够快速确定变流器的重量，减少测量 步骤，实现快速测量。

在一个实施方式中，拉力称重传感器为应变式力传感器。

在一个实施方式中，该多个测试点包括该变流器的柜体的面端点以及吊耳。 通过该实施方式，能够形成变流器柜体的整体三维几何模型，增加测试结果的准 确性。

在一个实施方式中，在步骤11中，该变流器离地高度为20cm。通过该实施 方式，能够方便实验人员对该变流器的测试点进行激励，提高实验准确性。