基于感应滤波技术的换流变压器降噪方法

发布时间：2019-11-22 01:07

【摘要】：硅钢片磁致伸缩是引起变压器振动噪声的主要原因,而换流变压器中的谐波可加剧硅钢片磁致伸缩,从而导致变压器噪声增大.本文首先建立了四柱单相换流变压器原理样机铁心的各阶振态模型,讨论了谐波磁通对硅钢片磁致伸缩的影响,并从声学角度论证了谐波磁通与变压器噪声的相关性.然后,基于感应滤波技术的基本原理,从理论上分析了其降噪的可行性.最后,搭建了12脉波整流系统实验平台,实验数据表明感应滤波技术能有效地降低换流变压器的振动噪声,且降噪效果优于传统的滤波方法.
【图文】：

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心振动位移．上述研究都有其局限性，且数值分析模型不适用于谐波情况，也无有效的降噪新措施．本文基于换流变压器的磁致伸缩，结合振动声学理论，分析换流变压器噪声异常原因，应用感应滤波技术原理，提出降噪新措施．通过实测数据对比，验证了感应滤波技术降低换流变压器噪声的有效性．１振动与噪声理论１．１变压器有限元模型对２２０Ｖ四柱单相变压器进行仿真建模分析，有限元法在求解模型时，需将模型进行网格划分，本文采用ｓｏｌｉｄ９５结构单元对变压器铁心进行划分，网格模型如图１所示，模型划分后共有９８８９３个节点．运用ＡＮＳＹＳ软件进行铁心模态仿真，其中，铁图１换流变压器有限元模型Ｆｉｇ．１Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｃｏｎｖｅｒｔｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ心材料如下：弹性模量Ｅｘ为２．０５８×１０１１Ｎ／ｍ２，泊松比Ｐｒｘｙ为０．２５，密度Ｄｅｎｓ为７６５０ｋｇ／ｍ３，铁心上下夹件夹紧力Ｆｐ为３０００Ｎ．得到前１２阶铁心模态振型频率值如表１．文中给出了第３，５，７，９阶的模态振型如图２所示．表１铁心各阶振型的固有频率Ｔａｂ．１Ｔｈｅｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｅａｃｈｍｏｄｅｏｆｔｈｅｉｒｏｎｃｏｒｅ阶数模态频率／Ｈｚ阶数模态频率／Ｈｚ１６２４．３０７２５２６．９２８４２．２８８２８５７．３３８４２．４３９３０６３．６４１５４６．２１０３１６２．３５２２５４．３１１３２６６．６６２３９７．４１２３３２２．６图２铁心模态振动云图图例Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｌｅｇｅｎｄｏｆｔｈｅ

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９３个节点．运用ＡＮＳＹＳ软件进行铁心模态仿真，其中，铁图１换流变压器有限元模型Ｆｉｇ．１Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｃｏｎｖｅｒｔｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ心材料如下：弹性模量Ｅｘ为２．０５８×１０１１Ｎ／ｍ２，泊松比Ｐｒｘｙ为０．２５，密度Ｄｅｎｓ为７６５０ｋｇ／ｍ３，铁心上下夹件夹紧力Ｆｐ为３０００Ｎ．得到前１２阶铁心模态振型频率值如表１．文中给出了第３，５，，７，９阶的模态振型如图２所示．表１铁心各阶振型的固有频率Ｔａｂ．１Ｔｈｅｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｅａｃｈｍｏｄｅｏｆｔｈｅｉｒｏｎｃｏｒｅ阶数模态频率／Ｈｚ阶数模态频率／Ｈｚ１６２４．３０７２５２６．９２８４２．２８８２８５７．３３８４２．４３９３０６３．６４１５４６．２１０３１６２．３５２２５４．３１１３２６６．６６２３９７．４１２３３２２．６图２铁心模态振动云图图例Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｌｅｇｅｎｄｏｆｔｈｅｎｅｐｈｏｇｒａｍｏｆａｃｏｒｅｍｏｄａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎ１．２磁致伸缩分析磁致伸缩使得铁心在励磁下做周期性振动，磁致伸缩现象通常用磁致伸缩率表示：ε＝Δｌｌ（１）在二维平面对变压器进行有限元分析，大量实验表明磁致伸缩与磁感应强度的平方成正比［１１－１２］（α为磁致伸缩系数）：６９

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