非晶合金变压器振动噪声研究中的多物理场耦合.ppt

5.2.3 声学模块 非晶合金变压器振动噪声研究中的多物理场耦合全文共33页，当前为第31页。 5.2.3 声学模块 非晶合金变压器振动噪声研究中的多物理场耦合全文共33页，当前为第32页。 感谢聆听！ Thanks for your time！ 非晶合金变压器振动噪声研究中的多物理场耦合全文共33页，当前为第33页。 随着科技的进步、社会的发展、人民生活水平的提高，城市用电量逐年增加。电力系统中安装了大量的电力设备（如发电机和变压器）来生产、输送、分配电能。其中电力变压器是利用电磁感应原理来升高或降低电压的一种静止的电能转换器，是电力系统的重要设备。 中国是世界上电力变压器的生产大国，也是应用电力变压器的大国。2003年，变压器的总产量是376,513,244千伏安。2004年和2005年，变压器总产量都比前一年增幅30%左右。2006年比2005年总产量增幅16.7% 近年来，越来越多的大型变压器安装在住宅或公共场所附近，使得附近的居民受到不断升级的烦人的噪声干扰。在这种情况下，变压器的振动和噪声问题越来越引起人们的高度重视。大量研究人员对此进行研究。 变压器在运行时，由于振动而产生噪声按照产生机理噪声可分为:空气动力性噪声是由气体振动而产生的。当气体中有了涡流，或发生了压力突变等情况，就会引起气体的扰动，由于气体的非稳定过程，或者说由于气体的扰动而产生的噪声，就是空气动力性噪声。电磁性噪声是由于磁场脉动、磁致伸缩引起电气部件振动而发出的声音。机械性噪声是由于固体振动而产生的。在撞击、摩擦、交变的机械应力作用下，机械结构发生振动，就产生机械性噪声。 变压器的噪声声源分为本体噪声和冷却系统噪声。变压器的本体噪声主要有铁心磁致伸缩、铁心电磁吸力和绕组间电动力等所产生的电磁噪声。冷却系统噪声主要原因有由冷却风扇运行产生振动和变压器本体振动通过结构传递给冷却装置的振动。 1960年美国麻省理工学院Duwez教授等发明了非晶态合金；1979年美国联合公司最早研制出具有实用价值的Metglas2605SC合金以来，配电变压器用Fe基非晶态合金的发展得到了长足的进展；20世纪80年代美国4个变压器厂在IEEE会议上首次展示了非晶配电变压器；1982年第一台非晶合金配电变压器在美国电网上正式运行；1985年，美国GE公司制造出1000台25KV·A非晶变压器，初步实现了商业化。目前，全球挂网运行的非晶合金变压器约有200万台。其中，在美国和日本每年新装配电变压器中，非晶合金变压器约占10%~20%份额。 我国非晶合金变压器的研制工作始于“七五”。1986年5月，上海钢铁研究所与宁波变压器厂合作，用该所研制的非晶合金带材试制出国内第一台单相3kVA非晶合金变压器。1988年9月，上海钢铁研究所与上海冶金设备厂，上海硅钢片厂合作采用传统叠片式结构研制成功100kVA三相非晶配电变压器。1989年8月，上海钢铁研究所与洛阳变压器厂试制出三相30kVA卷绕式非晶铁芯配电变压器。 1991年至1995年，上海冶金设备总厂采用钢研总院生产的铁基非晶带材，试制出多台20kVA、30kVA、50kVA、100kVA三相卷绕式非晶配电变压器，分别提供河北涿州电力局和天水农机公司进行挂网运行试验。经过对运行中测试的数据和参数分析，证实节能效果显著，运行稳定、可靠；具有温升低，抗过载能力强的特点。1995年8月，天津、上海、北二变、佛山、辽阳和保定等六个变压器厂，试制出SHll—160、200、315、500kVA四种规格共六台样机，并通过国家鉴定[6]。1998年2月，上海置信公司引进美国GE公司的非晶变压器制造技术和非晶变压器生产线正式签约，成为国内唯一既能制造非晶合金变压器铁心又能生产非晶变压器的企业。中机联供于2006年2月10日投产3000t产能的非晶配电变压器铁心生产线，成为我国继置信电气之后能够规模化生产非晶铁心的企业。 用非晶合金作为铁心的非晶合金干式变压器是一种新型节能变压器。这种新型节能变压器比硅钢片作为铁心的变压器空载损耗下降75%左右，空载电流下降约80%。非晶合金变压器的节能效果较理想。 但非晶合金的磁致伸缩程度比硅钢片高约10%，非晶铁心本体产生的噪声就比硅钢片要大；更关键的是：在安装过程中为了不损坏非晶铁心的性能，除了必要的支撑，不能对其施加别的力，这对控制铁心的振动噪声是很不利的。如不采取特殊的降噪措施，噪声问题将严重制约该产品在市场上的竞争力。 非晶合金铁心是由许多的非晶合金片采用特殊的工艺方法而迭成的卷铁心。 非晶合金铁心为矩形截面，开口式卷铁心，在一个轭位有断口，通过打开断口套装绕组，然后闭合断口。非晶合金铁心断口闭合处形成叠口区域。非晶合金铁心开口接缝的处理一般遵循以下原则：①搭接长度12～16mm