这种声音应该是俗称的"鬼叫",或者说是"励磁音" 。
励磁音是VVVF(Variable voltage and Variable Frequency,变压变频调速)装置驱动电动机时发出的噪音 。
更正:VVVF是和制英语,正式的名称叫做牵引逆变器 。但部分中国的地铁(城轨)公司也习惯将牵引逆变器称为VVVF 。
文章插图
VVVF装置可将由上一级电气设备发出的直流电 , 逆变为可以调节电压与频率的交流电,从而实现控制和调节交流电机的工作状况 。列车的加速、减速(再生制动)都需要调节电机的工作状态 。
vvvf详细的工作原理 , 个人不是很专精 , 还有请其他电气方面的大神回答 。
更正:下面也有dalao回答仅有PWM(脉宽调制)波形调节的情况下会产生音阶式声音 , 而阶梯式调节没有此种情况 。而目前VVVF装置多数都采用了PWM的方式控制,因此接下来讨论的是针对使用PWM方式的情况 。
总的来说,vvvf的噪音是因:线圈等磁性材料在对其施加交变磁场时 , 由于体积会稍微膨胀或收缩(学名:磁致伸缩),会导致空气等介质产生震动,从而生成噪音 。
VVVF通过控制电流波形的控制器,将输入的特定频率/电压电流,以不同的调节方式输出指定规格的交流电来控制电机 。这个过程就会发出特定的声音 。
列车在加速与减速阶段时,(减速阶段时,电机会作为发电机,将动能转化为电能,通过vvvf等电气装置,将电能回馈给电网,这阶段由于vvvf介入所以仍会产生特别的励磁音)由于需要改变电机工作状态(如启动电机或减速再生制动),这时候vvvf就会开始发出噪音 。在这两个阶段中,vvvf发出的励磁音最为明显 。
有的励磁声像鬼叫 , 有的励磁声像音乐 。尽管vvvf的原理是相同的,但只要调制的波形不同,就会产生不同旋律的声音 。
另外 , 可以通过使波动频率高于20kHz(即人类听觉范围的上限)的方法,减小vvvf产生的噪音 。
在铁路交流传动早中期的时代中,逆变器所使用的GTO晶闸管元件 , 由于其工作频率较低,无法实现降噪,噪音就成了大问题 。所以采用GTO元件的电车(或机车)起步时,多多少少都会比较吵(例子:广州地铁一号线的黄色安达-西门子列车,其起步噪音在花地湾~西朗站间极为明显)
【为什么地铁发动的时候会发出类似音乐的声音呢「为什么地铁发动的时候会发出类似音乐的声音」】在铁路交流传动中后期时代中出现的IGBT元件 , 由于其可以达到更高的工作频率,就很好的解决了噪声的问题(虽然还是很明显) 。
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