非晶合金铁心变压器振动噪声分析与研究
非晶合金铁心变压器
摘要: 介绍了非晶合金铁心变压器的5种铁心结构方案。
针对该变压器设计中的问题提出了解决方案，并对其进行了价格评估。
关键词: 非晶合金变压器铁心设计评估1、序言从50年代发展起来的非晶合金，作为一种高效节能型材料，进入90年代后，在配电变压器上步入了实用化阶段。
迄今为止，全球已有60万台非晶合金铁心变压器（以下简称非晶变压器）在电网上运行，其中运行时间最长的已达20年。
实践证明，非晶变压器性能稳定可靠，节能效果显著，是配电变压器理想的更新换代产品。
本文将着重讨论非晶合金铁心变压器的有关问题。
2、非晶变压器的铁心结构利用导磁性能出众的非晶合金来制造变压器的铁心，能获得很低的损耗值。
但是，非晶合金的下述特性，却给变压器的设计和制造带来了很多困难。
（1）非晶合金的硬度过高，制造上最大的难题是如何切割非晶合金铁心片。
用常规的切割工具来加工它，刀具的磨损率将是切割硅钢片时的1000倍，所以在设计时应尽量减少切割量。
（2）非晶合金铁心片的厚度极薄，约0.025mm厚，几乎不到硅钢片的十分之一。
材料表面也不是很平坦，用它制成铁心，填充系数较低，仅为80%。
（3）非晶合金对机械应力非常敏感。
变压器在结构上需采取特殊紧固措施，减少铁心受力。
应避免采用以铁心作为主承重结构件的传统设计方案。
（4）为了获得良好的损耗特性，非晶合金铁心片必须进行退火处理。
这增加了铁心制造的工序。
制造时应尽量将铁心片受力的操作安排在退火之前。
（5）非晶合金退火之后的韧性和脆性（易碎）也是设计制造时需关注的问题。
考虑到非晶合金的上述特点，传统的铁心结构必须加以改变，以便使非晶变压器既能获得良好的性能，又能方便地制造。
下面介绍几种铁心结构方案供参考。
2.1 叠环式卷铁心先用带材卷成不同尺寸的环，然后将这些环叠成铁心，并使得铁心柱的截面接近圆形。
这种结构曾在大型壳式变压器中使用。
从经济角度出发，一般每个框宜采用5-9个环，填充系数在84%-90%之间，绕组通过分裂圆筒直接绕制在铁心上。
非晶合金铁芯干式变压器噪声特性研究与分析
（ １ ． Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ Ｃｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ ５ １ ８ ０ ０ ０，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
摘要 ：对非晶合金干式变压器 的噪声特点和产生原 因进行 了分析 ，并通过仿真建模 和成 品试 验进行了验证 ，为非晶合金干式变 压器提供了有效的降噪措施 。 关键 词 ： 非 晶合金 干式变压器 ；噪声 ；降低措施
中图分类号 ：Ｔ Ｓ ８ ０ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９～９ ４ ９ ２（ ２ ０ １ ４）０ ３—０ ０ ３ ６—０ ４
Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｆ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｉｎ ｆ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｖ ｅ ｒ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｕ ｐｏ ｒ ｓ ｅ ．Ｉ ｔ ｐ ｕ ｔ ｓ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ ｖ ａ ｉｏ ｒ ｕ ｓ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｗａ ｙ ｓ
素 为铁 （ Ｆ ｅ ） 、镍 （ Ｎ ｉ ） 、钴 （ Ｃ ｏ ） 、硅 （ Ｓ ｉ ） 、硼
１ 非晶合金铁芯变压器噪声特点分析
由于采 用 了非 晶合 金铁 芯带材 作为 铁芯材 料 ，非 晶合金变压器与常规硅钢片变压器噪声特 点略有不同 ，主要体现在以下几个方面。 （ １ ）非 晶合金铁芯磁致伸缩量与其带材 的成 分及加工工艺存在一定的关 系 ，通常较 常规取 向
变压器噪声分析及治理方法
宁静生活佳绿创造
最近我们会经常接到这样的电话，很多朋友都是在反应变压器不断地发出“嗡嗡”地响声，这是一个普遍进行存在的现象。
变压器的噪音来源于变压器本体和冷却系统两个方面。
变压器本体振动产生噪音的根源在于：
(1) 硅钢片的磁致伸缩引起的铁心振动。
(2) 硅钢片接缝处和叠片之间存在着因漏磁而产生的电磁吸引力而引起铁心的振动。
(3) 当绕组中有负载电流通过时，负载电流产生的漏磁引起线圈、油箱壁的振动。
冷却装置的噪音也是由于它们的振动而产生的，其振动的根源在于：
(1) 冷却风扇和油泵在运行时产生的振动。
(2) 变压器本体的振动通过绝缘油、管接头及其装配零件传递给冷却装置，使冷却装置的振动加剧，噪音加大。
另外，当铁心加热以后，由于谐振频率和机械应力的变化，其噪音会随温度的升高而增大。
治理方法：
1、将平时供运行检修人员通行的门改为特别制作的防火隔声门，将不需开口的窗户全部封闭。
2、将原来消防排风散热排风通道出口安装通风消声器。
3、机房室内的墙壁、吊顶全部做吸声处理。
4、变压器及附属设备基础安装减振台架，有悬挂的部分安装弹性减振吊架。
5、单台或小型的变压器设备可考虑安装隔声罩或隔声间的治理措施。
特别注意：变电设备的噪声具有明显的频谱特征，在进行噪声治理设计时，要充分考虑声源不同的频谱特性，做较为针对性的降噪设计，从而降低工程成本。
南昌佳绿环保通过多年的变压器噪声治理经验，根据从现实案例中得来的实践，总结了自己的一套合理完善的变压器噪声治理方案，能够有效的控制变压器噪声。
降低非晶合金铁变压器噪声的探讨和研究
关于降低非晶合金铁心变压器噪声的探讨和措施节能减排环保意识的加强，越来越多的非晶合金铁心变压器已被广泛使用于住宅小区和公共场所附近。
随着人们对生活环境要求的提高，市场对变压器的噪声要求已从原来满足国家变压器噪声标准提高到满足二类区环境噪声要求，甚至是一类区的环境噪声标准。
所以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，变压器的噪声问题越来越引起人们的高度重视。
下面分析了降低非晶合金铁心变压器噪声所采取的一些措施，并对这些措施的效果进行了分析评估。
1、非晶变压器噪声产生的根源非晶合金铁心变压器噪声的主要来源是非晶铁心的振动。
目前非晶变压器中采用四框五柱式和三相三柱式的开口卷铁心结构。
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:一是空气动力性噪声；二是电磁性噪声；三是机械性噪声。
由于非晶材料的特殊性，非晶铁心不能用夹件过分压紧，因此由磁致伸缩引起的非晶铁心振动所受的约束就比较小。
非晶铁心产生的振动通过两种途径传递至油箱，一是通过线圈、夹件和油箱的机械联接传递；二是通过声波在油液中的传递。
油箱的振动产生向外辐射的噪声。
2、降噪措施效果分析针对噪声产生的噪声源，铁心和噪声传递途径两方面采取措施，采用的措施具体如下：2.1铁心柱绑扎整改：采用热收缩带在器身装配前，将铁心柱两侧进行绑扎，待器身进烘房烘焙后，热缩带加热收缩后，绑紧铁心从而抑制铁心的振动，有利于降低噪声。
2.2铁心搭接头粘贴紧固：待铁心开口端搭接完成后，用粘带将铁心搭接轭部粘扎成一个整体并用硅胶填封，可加强搭接头的坚固，有利于降低噪声，成本几乎不增加，但操作比较复杂。
2.3铁心框间与间隙处理：在铁心框间插入纸板，减小铁心可能的位移，有利于降低噪声离散度，成本几乎没有增加。
2.4线圈轴向高度方向压紧定位处理：在线圈与夹件间在垂直方向上增加支板和压钉或软胶垫，保证线圈的预紧力。
可能有利于降低离散性，但成本增加值较大，须增加压钉结构，支撑胶木板等，转配工时增加较多。
运行中的变压器铁芯为什么会有“嗡嗡”响声怎样判断异音
1.运行中的变压器铁芯为什么会有“嗡嗡”响声?怎样判断异音?※由于变压器铁芯是由一片片硅钢片叠成，所以片与片间存在间隙。
当变压器通电后，有了激磁电流，铁芯中产生交变磁通，在侧推力和纵牵力作用下硅钢片产生倍频振动。
这种振动使周围的空气或油发生振动，就发出“嗡嗡”的声音来。
另外，靠近铁芯的里层线圈所产生的漏磁通对铁芯产生交变的吸力，芯柱两侧最外两极的铁芯硅钢片，若紧固得不牢，很容易受这个吸力的作用而产生倍频振动。
这个吸力与电流的平方成正比，因此这种振动的大小与电流有关。
正常运行时，变压器铁芯的声音应是均匀的，当有其他杂音时，就应认真查找原因。
(1)过电压或过电流。
变压器的响声增大，但仍是“嗡嗡”声，无杂音。
随负荷的急剧变化，也可能呈现“割割割、割割割割”突击的间歇响声，此声音的发生和变压器的指示仪表(电流表、电压表)的指针同时动作，易辨别。
(2)夹紧铁芯的螺钉松动。
呈现非常惊人的“锤击”和“刮大风”之声，如“丁丁当当”和“呼…呼…”之音。
但指示仪表均正常，油色、油位、油温也正常。
(3)变压器外壳与其他物体撞击。
这是因为变压器内部铁芯振动引起其他部件的振动，使接触处相互撞击。
如变压器上装控制线的软管与外壳或散热器撞击，呈现“沙沙沙”的声音，有连续较长、间歇的特点，变压器各部不会呈异常现象。
这时可寻找声源，在最响的一侧用手或木棒按住再听声有何变化，以判别之。
(4)外界气候影响造成的放电。
如大雾天、雪天造成套管处电晕放电或辉光放电，呈现“嘶嘶”、“嗤嗤”之声，夜间可见蓝色小火花。
(5)铁芯故障。
如铁芯接地线断开会产生如放电的劈裂声，“铁芯着火”造成不正常鸣音。
(6)匝间短路。
因短路处严重局部发热，使油局部沸腾会发出“咕噜咕噜”像水开了似的声音，这种声音特别要注意。
(7)分接开关故障。
因分接开关接触不良，局部发热也会引起像线圈匝间短路所引起的那种声音。
非晶合金变压器研究报告
非晶合金变压器研究报告摘要：本文介绍了非晶合金变压器的基本原理和特点，探讨了其在能源领域中的应用前景，同时分析了其存在的问题和需要解决的技术难点。
关键词：非晶合金，变压器，能源领域，技术难点一、引言随着能源需求的日益增长，对于高效、可靠、节能的电力设备的需求也越来越大。
传统的铁芯变压器因其磁化损耗和铁损耗较大，效率较低，且存在噪音大、体积大等缺点，限制了其在能源领域的应用。
为此，非晶合金变压器作为一种新型变压器，由于其磁化损耗小、铁损耗低、体积小、重量轻等优点，成为了电力设备领域的研究热点。
二、非晶合金变压器的基本原理和特点1. 基本原理非晶合金变压器采用非晶合金作为变压器的磁芯材料，利用非晶合金的高导磁性和低磁化损耗特点，实现了变压器的高效率和小体积。
2. 特点（1）磁化损耗小非晶合金的导磁特性优异，磁化损耗比传统的铁芯变压器小得多。
（2）铁损耗低非晶合金的铁损耗比传统的铁芯变压器低，能够提高变压器的效率。
（3）体积小非晶合金变压器的体积比传统的铁芯变压器小得多，可以节省空间，降低成本。
（4）重量轻非晶合金变压器的重量比传统的铁芯变压器轻得多，可以方便搬运和安装。
三、非晶合金变压器在能源领域中的应用前景非晶合金变压器具有磁化损耗小、铁损耗低、体积小、重量轻等优点，适用于各种场合，特别是在能源领域中的应用前景广阔。
1. 电力系统非晶合金变压器可以提高电力系统的效率，降低能源消耗，减少环境污染。
2. 新能源领域非晶合金变压器可以用于太阳能、风能等新能源的转换和储存，提高新能源的利用效率。
3. 汽车电子非晶合金变压器可以用于汽车电子的电源变换，提高汽车电子的效率和可靠性。
四、存在的问题和需要解决的技术难点1. 市场需求不足目前，非晶合金变压器的市场需求仍然不足，其价格相对较高，限制了其在市场上的推广。
2. 技术难点非晶合金变压器的生产技术较为复杂，需要高精度的生产设备和技术，提高生产成本。
同时，非晶合金变压器在高温、高压、高磁场等恶劣环境下的稳定性还需要进一步提高。
非晶合金变压器振动噪声诊断
结论：（１）从０１—２可以看出，倍工频附近的 器身模态以上夹件的局部振动为主；
（２）４００ Ｈｚ恰好是器身的一个固有频率。
５１．１ ５ＩＨｚ模态振型
９５．４０７Ｈｚ模态振型
图１非晶合金变压器器身
Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｂｏｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｎ—ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ａｌｌｏｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ ｆｏｒ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｎｏｉｓｅ ｆｕｒｔｈｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｗａｖｅ；ｎｏｎ—ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ａｌｌｏｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｏｉｓｅ；ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅ－
ｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ；ａｃｃｏｒｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅ
出）。空载４４０ Ｖ工况下噪声频谱见图７，测点振动 响应比较见图７一图８。
０ Ｏ Ｏ ０
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测点号
图７空载４４０ Ｖ、１００ Ｈｚ时各测点振动对比图 Ｆｉｇ．７ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ａｍｏｎｇ ｍｅａｓｕｒｅ ｐｏｉｎｔ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ
ｉｃａｌ ｗａｙ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｒｅｓｕｌｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｎｏｉｓｅ ｉｓ ｎｏｔ ｆｒｏｍ ｃｕｒｒｅｎｔ ｎｏｉｓｅ，ｂｕｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｕｐ ｃｌａｍｐ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｈｉｃｈ ａｃｃｅｐｔｓ ｐｒｏｍｐｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｒａｄｉａｔｉｎｇ ｎｏｉｓｅ．Ｔｈａｔ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｈａｓ ａ ｆａｃｔｕａｌ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ
关于非晶合金变压器的节能及噪声控制研究
关于非晶合金变压器的节能及噪声控制研究摘要：在社会的不断发展与进步中，社会的生产与生活对电力的需求越来越大，使得电力基础设施在近些年来不断扩张，尤其是配电变压器的需求，呈现出大容量、快速的增长趋势。
不过，在供配电系统当中非晶合金变压器的节能以及噪声控制问题比较明显，在一定程度上阻碍了我国电力事业的健康发展，需要相关人员可以对这些问题进行深入研究，找到合适的解决措施。
为此，本文就简单分析了非晶合金变压器的节能及噪声控制，以期为相关从业者提供一些文本参考。
关键词：非晶合金变压器；节能控制；噪声控制引言配电变压器在输配电系统的运行过程中，会有比较长的轻载或者空载运行时间，使得大量的电能被消耗，其占据整个系统电能损耗的很大一部分，所以为了能够减少能源的消耗，电力企业就需要采取合理的措施来应对。
非晶合金变压器就是目前一种较为理想的节能型变压器，但非晶合金变压器在运行的过程中会产生非常大的噪声，这些噪声会对周围居民的生活产生较大的影响，所以也需要对此进行深入研究，控制好噪声。
一、非晶合金变压器的结构与节能特点1. 空载损耗低相较于传统的硅钢片变压器，非晶合金变压器在空载运行的状态下，其铁损量只有硅钢片变压器的百分之三十，空载电流为百分之二十，是目前一种低损耗的节能型变压器。
非晶合金是非晶合金变压器的主要材料，这种材料具有比较良好的软磁性能，被磁与去磁都相对容易。
所以，这种材料所制成的变压器就会在被磁与去磁的过程中很快完成，使铁芯的损耗量得到降低，这样机会达到节能的目的。
2. 适应能力强且运维费用低非晶合金变压器的低损耗与低噪音性能要求，是因为这种变压器的铁芯在排列时是以三相五柱式举行进行，这样就会保证磁通过时不会出现发热结构的损耗。
同时，矩形铜绕组是非晶合金变压器低压与高压的绕组方式，这种方法可以将变压器的抗短路能力有效提升，也在一定程度上使谐波对电网的影响得到了的降低。
不过，即便变压器内部绕组出现短路，它也可以确保绕组不会受到机械力的破坏。
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34 2.25
2.5
第 47 卷
时采用简谐激励力 F(t)=F0sinωt，其中不妨都取幅值 为 1，激 励 频 率 为 0Hz～500Hz，取 5 个 子 步 分 析 ，其 谐响应载荷见图 9。
2
位 移 响 应 大 小/mm
1.5
3.16e-1
1
1.22e-3
0.5
9.00e-5
6.36e-4
4.39e-4
在 非 晶 合 金 变 压 器 空 载 工 况 下 360V、400V、 440V 三 种 不 同 电 压 以 及 在 短 路 负 载 30% 、60% 、
32
z y
x6号 Leabharlann 号7号A相B相
C相
5号
1号
8号
4号
3号
图 1 器身振动与噪声测量试验测点布置 Fig.1 Measure points of active part vibration and noise
measure points
试验结果表明，空载工况下的噪声远大于负载 工况，所以铁心是该变压器振动噪声的主要激励源。 噪声量级较高的频率分量分别为 100Hz 和 400Hz。 图 2 和图 3 说明振动较大的部位发生在上夹件局部 区域，特别是上夹件的垂直方向。
3 噪声源分析
3.1 建模和模态测试
0 100 200 300 400 500 600 频 率 /Hz
（1）简化或直接忽略一些不重要的倒角、螺纹孔 等几何信息。
（2）简化铁心内部结构，直接依照其外形建立几 何模型， 并依据试验数据得到该结构的近似材料特 性参数作有限元分析。
（3）变压器所有紧固件连接，将在有限元几何模 型建立以后， 通过添加约束的方法实现连接件的功 能，模拟实际情况。
在几何模型的基础上，利用 HyperMesh 软件进 行网格划分。 整个模型的网格控制尺寸为 50mm，部 分地方由于连接处理需要进行网格细化， 最终 Hy-
单元参数 /mm
厚 度 ：8 — — —
直 径 ：26
密度 /t·mm-3 7.8e-9 5.925e-9 8.5e-9 7.8e-9 7.8e-9
弹性模量 泊松比
/MPa
2.1e-5
0.3
0.473e-5 0.3
1e-5
0.3
2.1e-5
0.3
2.1e-5
0.3
图5 Fig.5
非晶合金变压器器身有限元单元模型图 Finite element model of active part of transformer with amorphoue core
3.3 分析结果 由图 8 可看出，在简谐激励的情况下，变压器的
振幅最大的部件为上夹件， 振幅最大的频率是在 400Hz，其谐响应远远大于其他地方的响应。 考虑变 压器的激励力频率主要在 100Hz 这个基频上，故可 以 初 步 判 断 在 基 频 100Hz 处 以 及 在 上 夹 件 的 共 振 频 率 400Hz 处 ，结 构 振 动 辐 射 噪 声 比 较 大 ，这 点 与 试验结果基本吻合。 3.4 非晶合金变压器噪声源分析
上夹件 侧夹件
1.60e-4
2.70e-4
6.60e-4
铁心中点 0
200
400
800
峰 值 频 率 /Hz
图 8 上夹件、侧夹件中点以及铁心处响应最大值比较 Fig.8 Maximum respose of upper clamp, side clamp midpoint and core
根据上述分析的结果，器身整体动态特性分析 结果见表 2。
1 0.75
0.5
0.25 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1 000 1 100
频 率 /Hz
图 7 箭头 A 指向处位移响应频谱图 Fig.7 Displacement response frequency spectrum
at direction of arrow A
100%的情况下进行测量。由于大于 600Hz 时所测得 信号基本为零，所以取这些信号在 600Hz 以下区间 100Hz 及其倍频频率上的数值进行比较。 发现在这 六种工况下的振动与噪声的数据柱图高低不一，而 且存在谐振现象。 100Hz 和 400Hz 振动响应比较见 图 2 和图 3，空载 440V 工况下噪声频谱见图 4。
1 前言
由于非晶合金铁心配电变压器年平均低负载时 节能效果明显，目前得到了广泛的认可。但非晶合金 变压器有其固有的弱点，非晶合金材料硬而脆，噪声 普遍比硅钢片铁心大得多， 尤其在夜间轻载过励磁 时，其噪声的增量也比硅钢片铁心变压器大得多。而 非晶合金配电变压器又是最适合于紧接纯居民脉冲 性负载（日和季节性峰谷变化大，年平均负载率低， 通 常 小 于 20%）的 供 电 ，由 此 引 起 的 噪 声 纠 纷 也 最 为强烈。 非晶合金铁心配电变压器有油浸式和干式 两种， 本文中笔者对一台非晶合金铁心干式配电变 压器进行了振动噪声特性测试分析和实体力学建模 与分析， 并在此基础上， 通过测试和有限元综合分 析，对变压器噪声源进行了识别，最后给出了初步的 治理思路，并按此进行结构改进，获得了良好效果。
表 2 理论与试验结果对比 Table 2 Comparison between theoretic and
tested volues
数值模态分析
谐响应分析
现场试验
51.2Hz、95.4Hz、97.6Hz、 上 夹 件 中 点 谐 噪 声 频 率 集 中 在
400Hz 存 在 共 振 频 率 ， 且 响 应 最 大 值 在 100Hz 和 400Hz 处 ，
获取变压器不同工况下各测点的振动、 噪声数 据和频谱特性，为噪声源识别提供依据。笔者分别对 一台 1 250kVA 非晶合金铁心干式变压器的空载和 短路负载工况下的器身振动与噪声进行了测量，比 较了在不同频率下器身各个部分的振动情况。 为此 分别在变压器的底座和绕组对应的上、 下框架夹件 等处布置了振动传感器， 同时在变压器正前方 1m 处布置了一个用于噪声测量的声传感器， 测试布点 参见图 1。
振 动 加 速 度 /m·s-2
声 压/Pa
第 47 卷
0.11 0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01
0 CH1 CH2 CH3 CH4 CH5 CH6 CH8 测点号 图 3 400Hz 各测点振动总值比较图
Fig.3 Total vibration volues diagram at 400Hz measure points
0.04
0.03
0.02
0.01
振 动 加 速 度 /m·s-2
0.18 0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02
0 CH1 CH2 CH3 CH4 CH5 CH6 CH8 测点号
图 2 100Hz 各测点振动总值比较图 Fig.2 Total vibration values diagram at 100Hz
从图 6 可以看出，倍工频附近的器身模态以上 夹件的局部振动为主，而 400Hz 恰好是变压器器身 的一个固有频率。 3.2 谐响应分析
变压器的振动主要来源于铁心，其主要频率是 100Hz 及其倍频。 在本次分析中， 采用 Full （完全
位 移 /(e-3mm)
2.5
2.25
A
2
1.75
1.5 1.25
（a）51.151Hz 模态振型
（b）95.407Hz 模态振型
（c）97.594Hz 模态振型
（d）400Hz 模态振型
图 6 器身模态振型 Fig.6 Vibration type of active part mould
分别对金属框架着橡胶垫和铁心悬挂状态下， 采用锤击法测模态。 并在 ANSYS 计算中，通过对材 料的弹性模量、密度以及泊松比进行修改，使得有限 元计算结果能够与试验结果相符合，从而得到金属 框架和铁心近似模态参数（密度、弹性模量和泊松 比）。 而绕组、 垫块和压钉/螺母直接在振动台上获 得。 模态参数及单元设置参数见表 1。
振动以上夹件为主
400Hz 处 ，且 大 于 振 动 较 大 的 部 位 在 上
第 47 卷 第 10 期 2010 年 10 月
TRANSFORMER
Vol.47 No.10 October 2010
试验研究
非晶合金铁心变压器振动噪声分析与研究
姜益民 1, 何洪军 2, 邵宇鹰 2, 塔 娜 2, 饶柱石 2
（1.华东电网有限公司，上海 200002； 2.上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海 200240）
Abstract：Based on vibration noise characteristic test, mechanical modelling and analysis of dry-type distribution transformer with amorphous core, the transformer noise source is identified. The measures to reduce noise are presented. Key words：Transformer with amorphous core； Noise； Analysis
有限元模型所需的各部件子模型模态参数由模 态试验获得，见图 6。
法），由 Frontal Solver 解算，变压器的简谐激励的频 率 设 为 0Hz～1 000Hz， 分 为 10 个 子 步 ， 也 就 是 在 100Hz 及其倍频上进行谐响应计算。
变压器的材料及各部分都简化为线性， 对于线 性系统其响应满足叠加定理， 故本次分析用单位力 进行分析。 因为变压器铁心的振动是通过框架作用 到变压器其他结构上的， 铁心振动对框架作用的效 果可以简化为框架受到铁心的激励。因此，分析中用 幅值为 1N 的分布简谐力作用在框架撑板与铁心接 触的区域。 谐响应计算结果见图 7，上夹件、侧夹件 中点以及铁心处响应最大值比较见图 8。