JP4676811B2 - 推定方法 - Google Patents
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Description
電動車の床下台車近傍騒音の実測値αと、付随車の床下台車近傍騒音の実測値βと、前記電動車の主電動機の定置試験における騒音の実測値γとに基づいて前記電動車の歯車装置の騒音を推定する推定方法であって、
前記主電動機に対し定置試験において回転数を同一に保ちつつ印加電圧を変化させて負荷を掛けた状態を模擬して騒音の音圧レベルを計測した場合に、前記音圧レベルが略一定となる回転数以上を空力音が支配的となる高速域として求めるステップと、
前記空力音が支配的となる高速域において、前記実測値αとβとの差から前記電動車の駆動系騒音を求め、求めた前記駆動系騒音と前記実測値γとの差から前記高速域における前記歯車装置の騒音を推定するステップと、
を含むことを特徴とする推定方法である。
歯車装置の騒音推定値=(α―β)−γ・・・(1)
一方、演算式(1)は、下記演算式(2),(3)と実質的に等価である。
α―(β+γ)・・・(2)
(α―γ)−β・・・(3)
従って、上述した第1の発明の推定方法を、演算式(2),(3)のような等価な方法に置き換えて歯車装置の騒音を推定する方法は、第1の発明の概念・思想に含まれるものであり、少なくとも均等である。
前記実測値αの測定位置条件と前記実測値γの測定位置条件との位置条件の差異に基づいて前記実測値γを補正した上で、前記求めた駆動系騒音と当該補正済みの実測値γとの差から前記高速域における前記歯車装置の騒音を推定する推定方法である。
一般に、音は速度依存性を持っている。つまり、鉄道車両の騒音であれば、鉄道車両の速度のベキ乗に従うとされ、ベキ乗の指数は音源の性質に依存することが知られている。そこで、走行試験の実測値から歯車装置の速度乗則を騒音特性として求めることを試みた。
8.15=n×log(130/90)・・・(4)
次に、電動車(駆動装置を搭載した鉄道車両;以下、「M車」と呼ぶ)及び付随車(駆動装置を搭載しない鉄道車両;以下、「T車」と呼ぶ)の走行試験を行い、駆動系騒音(主電動機や歯車装置等の駆動装置から生じる騒音)と転動騒音(車輪がレール上を走行する際に生じる騒音)を求めることを試みた。
得られた駆動系騒音は、主電動機1の騒音と、歯車装置の騒音とを主に含んだ騒音である。従って、求められた駆動系騒音を、更に主電動機1の騒音と歯車装置の騒音とに分離する必要がある。そこで、定置試験で主電動機1の騒音測定を行うことにより、主電動機1の騒音を実測値として求めることを試みた。
まず、定置試験における測定条件について説明する。図4は、主電動機1の騒音測定における騒音測定位置を説明するための図である。図4(a)は、主電動機1の平面図、図4(b)は、主電動機1を前方から見た側面図である。図中の位置A、B、C、D及びEは、主電動機1の騒音を測定するために設置するマイクロホンの位置を示す。また、図4(a)中に示すように、紙面左側を主電動機1の前方、右側を主電動機1の後方、上側を主電動機1の右側方、下側を主電動機1の左側方として以下説明する。また、図1(b)中に示すように、紙面左側を主電動機1の右側方、上側を主電動機1の上方、右側を主電動機1の左側方として以下説明する。なお、図中の位置Xは、比較のために、図2に示した走行試験におけるマイクロホンの設置位置を示すものである。
次に、主電動機騒音測定方法について説明する。主電動機1は、誘導電動機を用いた。主電動機1の定格回転数は2555回毎分であり、その前後の回転速度である1800回毎分及び2940回毎分について騒音測定を行った。また、主電動機1の電源はインバータ電源を用い、主電動機1を1800回毎分で回転させるときはインバータ電源のパルス出力パターンを多パルスモード、2940回毎分で回転させるときは1パルスモードとして電圧供給を行った。更に、インバータ電源に使われるPWM制御のデューティ比は一定とし、主電動機1に対する印加電圧のみを変化させた。
次に、測定結果について説明する。図5(b)は、主電動機1の端子電圧と、主電動機1から発生する騒音の音圧レベルとの関係を示したグラフである。主電動機1を1800回毎分、2940回毎分のそれぞれの回転速度で駆動した時の位置Aと位置Bの音圧レベルについてグラフ化した。尚、位置Aは電動機の出力軸側、即ち負荷機を接続する側の測定位置(以下「負荷側」とする)である。そして、電動機の左右側方、後方及び上方の測定位置(以下、単に「側面側」とする)の代表として位置Bの音圧レベルを示す。
また、1800回毎分は鉄道車両の低い速度域に相当するため、鉄道車両の速度が低いときの騒音が一時的に大きくなる傾向と一致している。
以上より得られた駆動系騒音と、主電動機1の騒音とに基づいて、歯車装置の騒音推定値を算出する方法について説明する。図6(a)に示すように、駆動系騒音は、主電動機1の騒音と、歯車装置の騒音とを主に含む騒音である。従って、上記3で得られた駆動系騒音と、上記4で得られた主電動機1の騒音の差分から、歯車装置単体の騒音を推定することができる。
次に、歯車装置の騒音推定方法の処理の流れについて説明する。図8は、歯車装置の騒音推定処理の流れを説明するためのフローチャートである。まず、図8において、M車の床下台車近傍騒音、即ち、M車の走行試験により得られた実測値αを取得する(ステップS2)。次いで、T車の床下台車近傍騒音、即ち、T車の走行試験により得られた実測値βを取得する(ステップS4)。
以上のように、M車及びT車の走行試験から、M車の床下台車近傍騒音の実測値αと、T車の床下台車近傍騒音の実測値βとを求め、実測値α,βに基づいて駆動系騒音δを求める。また、主電動機1の騒音として空力音が支配的になる高速域において、主電動機1の定置試験から得られる主電動機騒音の実測値γを、走行試験の測定条件と定置試験の測定条件との差異に基づいて補正する。そして、実測値γの補正値と、駆動系騒音δとの差分から歯車装置単体の推定値εを求めることができる。
以上、本発明を適用した実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態についてのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
A、B、C、D、E、X 騒音測定位置
Claims (2)
- 電動車の床下台車近傍騒音の実測値αと、付随車の床下台車近傍騒音の実測値βと、前記電動車の主電動機の定置試験における騒音の実測値γとに基づいて前記電動車の歯車装置の騒音を推定する推定方法であって、
前記主電動機に対し定置試験において回転数を同一に保ちつつ印加電圧を変化させて負荷を掛けた状態を模擬して騒音の音圧レベルを計測した場合に、前記音圧レベルが略一定となる回転数以上を空力音が支配的となる高速域として求めるステップと、
前記空力音が支配的となる高速域において、前記実測値αとβとの差から前記電動車の駆動系騒音を求め、求めた前記駆動系騒音と前記実測値γとの差から前記高速域における前記歯車装置の騒音を推定するステップと、
を含むことを特徴とする推定方法。 - 前記実測値αの測定位置条件と前記実測値γの測定位置条件との位置条件の差異に基づいて前記実測値γを補正した上で、前記求めた駆動系騒音と当該補正済みの実測値γとの差から前記高速域における前記歯車装置の騒音を推定する請求項1に記載の推定方法。
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