一种电力变压器噪声有源控制系统的制作方法

本发明专利涉及一种噪声控制系统，更加具体的说是一种电力变压器噪声有源控制系统。

背景技术：

随着社会发展和生活水平的提高，噪声污染对人们的影响逐渐增强，尤其是电力变压器辖射的低频噪声；而且由于城市化的加速，郊区的变电站逐渐进入居民区及闹市中，变压器的低频噪声成为变电站周边居民投诉的主要对象；因此，如何有效降低变压器噪声成为相关部门重点关注的问题；目前，降噪技术包括无源降噪技术及有源降噪技术；无源降噪技术能有效地控制中高频噪声，但要对低频噪声的控制取得较好的效果，就要增加吸声材料的厚度或者隔件的重量而这样会增大实际装置的体积，从而导致电力变压器散热困难的问题，因此，仅使用无源降噪技术来控制电力变压器的低频噪声是不可取的。于是，有源降噪的思想就应运而生，并且不断引起了研究者的关注；有源降噪技术与传统的无源降噪技术相比，主要优点为适合控制中低频噪声、控制系统实时性强、重量轻、体积小等，能依据被控噪声的特性，针对性地设计和修正控制系统特性，噪声控制的目标更明确，该系统的工程应用价值较高；随着数字信号处理器技术的快速发展，芯片性价比的提高，促使基于的数字滤波技术广泛使用到各种降噪技术中。

技术实现要素：

本发明专利克服了现有技术的不足，提供了一种电力变压器噪声有源控制系统；可以控制所述变压器噪声严重影响周围人民生活的问题，控制低频噪声具有相当显著的效果，同时所述一种电力变压器噪声有源控制系统具有实时性强、重量轻、体积小等比较具有优势的条件；所述系统运用数字信号处理技术提高处理相关问题的精确性。

本发明专利解决的技术方案是：本发明专利提供了一种电力变压器噪声有源控制系统，本文设计的电力变压器低频噪声自适应控制系统由以下几部分组成：初级声源及次级声源、声压传感器、以TMS320F28335为核心的自适应控制器、信号分析仪和其他设备。本发明专利采集电力变压器的噪声，形成初级声源；通过信号分析仪进行分析，在经过相关分析后，进行相关的转换；通过控制器TMS320F28335控制相关的转换器，转换器控制次级扬声器发出的声波，使得该声波抵消距离初级声源中心3m处静音区的噪声；声压传感器放置在静音区指定的位置，当检测到此处的声压变化时，就向智能控制器发送最新的声压值，智能控制器根据此时系统的输入和输出情况，及时做出分析，调整次级声源幅值和相位，以此来降低静音区指定位置的噪声。

本发明专利结构简单，新颖独特，所述一种电力变压器噪声有源控制系统操作方便，在进行相关操作时，可最大限度的节省相关资源，将电力变压器噪声影响控制到最低水平。

附图说明

图1是本发明专利的系统结构示意图。

图2是本发明专利的降噪实验数据。

图3是本发明专利的降噪实验数据。

图4是本发明专利的不同初、次级声源距离的实验数据。

图中：1、初级声源及次级声源。2、声压传感器。3、以TMS320F28335为核心的自适应控制器。4、信号分析仪和其他设备。

具体实施方式

下面应用具体实例对本发明专利进行一般说明。

实施例：本发明专利提供了一种电力变压器噪声有源控制系统，初级声源和次级声源，本发明研究的噪声为电力变压器的低频噪声，为了更好地模拟电力变压器的噪声，本系统选用扬声器来产生初、次级声源，所以，扬声器必须具有良好的低频响应特性。扬声器在低频范围内不能产生明显失真的现象。鉴于以上考虑，系统选用惠威S6.5低频扬声器。惠威S6.5低频扬声器在100到1000Hz这段低频范围内频响曲线比较平直，放声特性较好。其额定功率是60W，最大功率是12W，能够达到扬声器的最大功率必须是额定功率2到3倍的要求。

声压计、采集及误差传感器和稳压电源，本系统采用AWA14425予极化测试电容传声器和ZH1/AWA14604型前置放大器来构建采集传感器和误差传感器。AWA14425传声器无指向性，在中低频段的频率响应不均勻度比较小，灵敏度为40mv/Pa, 适合自由声场的测量。AWA14604型前置放大器的供电方式是恒流源的形式，频率范围(Hz):10-100000; 测量范围(dB):20-130;增益（dB）：-0.3；输入阻抗：大于10G欧姆；其主要特点是低噪声、低输出阻抗、高输入阻抗等，它的电源线和信号线是相同的，采用BNC插头输出，不需多芯LEMO插头座或插头座，只需采用单芯屏蔽BNC插头连线，便于与普通测量仪器的BNC插座端连接。AWA14604型前置放大器与AWA14425传声器配合，实现阻抗变换和前置放大。在前置放大器与测量仪器间用100m长同轴电缆线连接，配合AWA14425传声器，构建采集传感器和误差传感器。本文采用的稳压电源，提供+24的直流电压，与的3000欧姆电阻串联构成恒流源，给前置放大器供电。

自适应控制器是以TMS320F28335为核心的数字控制系统；信号分析仪，采用hantek DSO3064,其主要功能：具有4个通道，支持EXT触发，60MHz带宽；实时采样率为200MS/s、每个通道记忆深度为10K-16M; 具有频率计数器和频谱分析的功能。

信号发生器和功率放大器, 信号发生器选用CALTEK CA1640P-02, 提供近似电力变压器噪声的100Hz正弦信号。功率放大器选用Model AWA5870B，用来驱动初、次级扬声器，以便模拟初级声源和次级声源。

管道中的降噪。

初级声源置于管道的右侧管口处，次级声源置于距离初级声源2.55m处，误差传声器置于管道的左侧。以电力变压器为例研究电力变压器的噪声有源控制，并通过100Hz的正弦信号来模拟电力变压器噪声，在此情况下，通过实时控制实验，分析所研发系统的可行性及对电力变压器低频噪声的控制效果。通过粒子群优化算法得到最优布放方案：次级声源和误差传感器均放置在水平，得到最佳降噪量为12.39dB。按优化得到的最优角度0°放置次级声源和误差传感器。按优化结果布放初次级声源得到的最大降噪量为12.7dB，和仿真结果12.93dB基本符合，验证了优化布放算法的正确性；初级声源固定后，次级声源的幅度大小对降噪效果有明显的影响；次级声源的位置对降噪效果影响明显，通过调节次级声源的位置，当次级声源的位置取得最佳时，可以达到降低检测点噪声的目的，见图二。

自由空间中的有源降噪。

以电力变压器为例研究电力变压器的噪声有源控制，并通过100Hz的正弦信号模拟电力变压器噪声，在此情况下，通过实时控制实验，分析所研发系统的可行性及对电力变压器低频噪声的控制效果；改变初、次级声源距离，如图三，改变次级声源相位及其幅值，在自由空间中，将初级声源、次级声源和误差传声器置于同一中心轴线上，将误差传声器置于距离初级声源3m处，将次级声源与初级声源的距离调整为22.5cm, 将信号施加给功率放大器驱动次级声源；实验数据如图四。将次级声源与初级声源的距离调整为100cm，信号施加给功率放大器驱动次级声源，检测检测点数据；将次级声源与初级声源的距离调整为150cm, 信号施加给功率放大器驱动次级声源，检测检测点数据；将次级声源与初级声源的距离调整为200cm, 信号施加给功率放大器驱动次级声源，检测检测点数据；改变次级声源到初级声源的距离，对检测点噪声有明显的影响；初级声源固定后，调节次级声源的幅值大小，当次级声源的位置取得最佳时，可以达到降低检测点噪声的目的。

以上所述，仅为此发明专利中的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，在实际的生产过程中，可以根据用户和市场的需求进行不同的改进；如果改进仅仅是形状上的简单改变，而实际的功能和此案例是相同的，都是属于本质上并没有什么区别的改进方案，也就是说，凡是仅仅改变结构和形状的技术方案，均属于本发明专利的保护范围。