[发明专利]一种低噪变压器的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低噪变压器的设计方法，属于变压器检测的技术领域。

背景技术

随着近代工业的发展，环境污染也随着产生，噪音污染是环境污染的一种， 已经成为对人类的一大危害。噪音污染、水污染、大气污染被看成是全球三个 主要环境问题。噪音是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。 噪音污染已成当代社会一大公害。近年来，噪声诉讼案件不断增加。尤其是随 着工业化的发展，城市噪音大幅度增加。变压器作为城市供电系统的主要设备 之一，降低城市噪音是变压器生产厂家的首要任务也是变压器行业竞争的一个 新热点。长期以来，噪音高是制约干式配电变压器大面积推广应用的一个重要 因素，这一方面影响到变压器周边的居民生活质量，另一方面也增加了变压器 运行时的损耗。尽管各干式配电变压器制造企业从设计到加工各个环节都对噪 音进行了严格控制，但是所生产的变压器在实际的工作中仍然存在较大的噪 声，因此，在制造变压器的同时对变压器进行低噪声设计是目前亟待解决的问 题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种低噪变压器的设计方 法，利用一种新颖独特的方式解决了变压器在实际运行中存在较大噪声的问 题。

本发明是通过如下方案予以实现的：

一种低噪变压器的设计方法，步骤如下：

步骤1，设计变压器及其附属配件的结构，然后将该结构代入到有限元软 件建立变压力的有限元模型；

步骤2，变压器的空腔模态测试：根据所建立的变压器的有限元模型，计 算变压器空腔共鸣频率；

步骤3，变压器的铁芯结构的振动模态测试：根据所建立的变压器的有限 元模型，采用扫频法，即利用变频器变压器铁芯上采集相关信号并进行分析， 从而得到变压器铁芯的共振模态频率值，然后利用敲击法，通过对有限元模型 中设定的节点施加一个脉冲信号，进而确定变压器铁芯的振型；

步骤4，根据步骤2和步骤3计算得出的结果，确定变压器噪声的分布情 况以及噪声谐波成分，判断该噪声谐波的含量是否正常，若正常进行振动测量， 并对所得的测量值进行分析，判断其测量值是否满足噪音标准要求，若满足即 可生产变压器样机，否则重复步骤1到步骤3，对其所述有限元模型中薄弱环 节进行修正；

步骤5，对生产的变压器样机进行实际的噪音测试值和理论噪音值进行比 较，计算其误差是否在允许设定的范围，若在该设定范围内，该设计的变压器 样机即为符合标准的低噪变压器。

进一步的，步骤1中在设计变压器的结构时，在变压器的下方位置设计有 阻尼弹簧隔振器，用于降低变压器中的振动传递效率并平衡变压器的整体载 荷。

进一步的，步骤1中所建立的有限元模型中，对变压器各个部件之间的连 接设置预紧力。

进一步的，步骤3中，步骤3在利用变频器变压器铁芯上采集相关信号中， 是通过变频器三相输出接入到铁芯的电磁绕线进行激励，采集的相关信号为即 为加速度响应信号。

进一步的，步骤3中，所述的步骤3中通过对有限元模型进行网格划分， 其中所述铁芯上网络的交点即为设定的节点。

进一步的，步骤3中所述的脉冲信号的带宽由敲击法给予的敲击作用时间 决定。

进一步的，步骤5中允许设定的范围为所述实际的噪音测试值和理论噪音 值的误差≤3db。

本发明和现有技术相比的有益效果是：

本发明提出了一种低噪变压器的设计方法；首先，对变压器的结构进行初 步设计，然后代入到有限元软件中建立有限元模型。根据建立的模型对其进行 空腔模态测试、铁芯结构的振动模态测试对变压器的噪声进行检测，根据检测 结果对模型中的薄弱环节进行修正，最后再通过噪音数据测试，当变压器在实 际运行中得到的噪音实测值与其理论计算值之间的误差落在允许范围内时，即 所设计的变压器满足低噪声的标准。本发明通过了解变压器产生噪声的原因， 从空腔共鸣和振动模态两个方面研究了干式变压器的振动和噪音。实验方面着 重进行振动和噪音的模态分析和频谱分析，采用有限元法计算了干式变压器空 腔共鸣和振动模态。利用本发明方法设计的变压器噪声低，符合国家标准，适 用范围广，而且设计成本低、效率高。

附图说明

图1是本发明实施例的流程图；

图2是本发明实施例的有限元模型建立框图；