式结构包括拉板式三框三柱式结构。所述油 箱100包括呈片散结构的加强筋或含有呈波纹结构的框架加强结构。
[0052] 由于采用了上述的技术解决方案，变压器铁心采用非晶合金带材卷绕而成，变压 器的空载损耗比现有的油浸式变压器下降了80%以上，由于它采用了特殊设计的微穿孔板 200的油箱100结构，变压器的噪声在磁通密度不变的情况下比原有设计的非晶合金油浸式 变压器降低4dB以上，使变压器的运行与环境更加协调。另外变压器的降噪采用加焊加强筋 方式，变压器的降噪是持久的，成本也与原设计相近。
[0053] 如图1所示，图1为本发明所使用的非晶合金变压器振动测试系统图，由调节电压 的调压器1、本测试系统的测试对象为DBH15-10/0.4非晶合金变压器模型2、测量噪声用的 Fluk945商业用噪声计3、测量振动测试用的ICP传感器4、数据采集用的采集卡5、USB接口用 的数据线6和数据分析用的电脑7组成，如图1所示，传感器10分别布置在油箱100外壁的中 心以及中心到两边的中心位置。
[0054]如图2所示，为本发明所提供的微穿孔板示意图，由微穿孔板200形成的吸声器的 主要参数包括:微穿孔板200的厚度t、微孔的直径d、孔间距b(穿孔率p%)和微穿孔板200与 油箱壁之间的空腔间距D组成。
[0055]进一步的，所述微穿孔板200的材料为金属或非金属材料，孔径由< Imm的微孔组 成，利用微穿孔板200的声阻消除特定频率的噪音。
[0056]在微穿孔板200模型中如果不考虑微穿孔板的质量系数，可以得到如图2b所示的 微穿孔吸声器的等效电路模型。若为两层微穿孔板200,可得如图2c所示的等效电路模型。 [0057]根据单层微穿孔吸声器吸声元件的等模型，吸声器的总电抗Z total由下式给出：
[0058] Ztotai = R+jwM+Z (D) (1)
[0059] 式中，R为声阻抗；ωΜ为声电抗;Z(D)为空气腔容抗。
[0060] 式中声阻抗R为：
[0061]
(2)
[0062] 声感抗为：
[0063] 0)
[0064] 声容抗为：[0065] Zd= jpcctg( ωD/c) (4)[0066] 式中：
[0067] (5)
[0068] Q=2Jif (6)
[0069] 式中，p为空气密度，单位为kg/m3; c为传播介质中的声速，单位为m/s ; μ为流体运 动粘度系数，单位为kg/ms; ω为声角频率;f为声频率，单位为Hz。
[0070] 当声波正常入射时，吸声系数为：
[0071]
(7)
[0072] 式中：
[0073] r = R/pc (8)
[0074] ωηι= ωΜ/pc (9)
[0075] r为相对声阻抗；com为相对质量阻抗。
[0076] 根据以上公式，采用不同的参数，将能设计出不同频率段的吸声器。
[0077]两张微穿孔板200配和相应的空腔将组成双层微穿孔板吸声器，如图2c所示。双层 微穿孔板器将进一步扩宽吸收频带，延伸吸收低频分量。
[0078] 根据双层微穿孔吸声器的结构和等效电路图，可推导出双层串联微穿孔板200的 声阻抗率为：
[0079]
(10)
[0080] 式中，R1 、R2、M 2分别为外层和内层微穿孔板200的声阻率、声抗率及空腔的 声抗率。
[0081 ]双层微穿孔板200的相对声阻抗为：
[0082]
(11)
[0083]经过数学运算及简化得：
[0084] 相对声阻为：
[0085]
(12)
[0086] 相对声质量为：
[0087]
(? 飞）
[0088] 其中^^血他可由公式⑵…夂⑶"幻确定屬声系数计算参考公式⑴。 [0089]如图3a所示，为本发明所使用的单层微穿孔板200及安装图；如图3b所示，为本发 明所使用的双层微穿孔板200及安装图。图中MPP为钼坡莫合金粉芯。
[0090] 如图5a、图5b、图5c和图5(1所示，分别展示了油箱100表面不同位置在油箱100内壁 没有安装微穿孔板200、安装了单层微穿孔板200和安装双层微穿孔板200后的振动幅频特 性。油箱100内壁没有安装微穿孔板形成的吸声器时，位置F2、B2和Rl的最大振幅出现在 200Hz，而位置Ll的最大振幅出现在300Hz。从图中可以看出，加装单层微穿孔板后，与无微 穿孔板相比较，在200Hz时，位置F2、B2和Rl的振动幅值由2.18、2.85、2.851mV降到0.60、 1. 11、1.761mV;在300Hz时，位置Ll的振动幅值由5.22mV降到1.76mV。加装双层MPP后，各频 率段的振动幅值进一步减小。在微孔内声波粒子的速度与粘滞力大，振动能量将转化为热 能，所以到达油箱100表面的振动幅值将减小，通过油箱100辐射的噪声也将相应减小。表1 表明，油箱100内侧壁加装单层微穿孔后，与没有加装吸声器前比较，噪声水平（声压级， SPL)由46.6dB(A)下降到43.5dB(A)，加装双层微穿孔板200吸声器后，噪声进一步下降到 42.OdB(A)。实验表明，在总空腔体积不变的情况下，把单空腔用微穿孔板分隔成多空腔能 改善MPP吸声器的吸声特性。
[0091]表1空气空腔中安装不同微穿孔后声压级(SPL)
[0093]如图6a、图6b所示，本发明所提供的这种非晶合金油浸式变压器油箱100与夹件降 噪结构的变压器器身由线圈26和非晶合金铁心25组成。
[0094]最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽 管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依 然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进 行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术 方案的范围。
【主权项】
1. 一种采用微穿孔板的非晶合金油浸式变压器，其特征在于，所述变压器包括器身，所 述变压器还包括： 油箱，所述油箱采用变压器油作为绝缘和冷却介质，所述油箱包括箱盖和箱体，所述箱 盖上设置有吊板和夹件； 设置于所述油箱中的微穿孔板； 位于所述油箱的油箱壁和所述变压器油之间，用于充当声阻抗的空腔； 设置于所述箱盖上的高压套管、低压套管和高压分接开关，其中： 由所述微穿孔板和所述空腔组成吸声器； 所述微穿孔板孔的大小、孔间距和所述微穿孔板的厚度符合吸收系数最大的原则； 所述变压器的铁心采用非晶合金带材卷绕而成，铁心结构为四框五柱或三框三柱； 所述器身与所述箱体底部之间设置有减震垫，所述箱盖的吊板与夹件连接处设置有减 震垫； 所述高压套管、低压套管、高压分接开关与所述油箱的连接采用密封材料密封； 所述变压器采用全密封结构，所述箱盖与箱体密焊，所述变压器油的热胀冷缩利用压 缩空气层或压缩空气垫来调节。2. 根据权利要求1所述的采用微穿孔板的非晶合金油浸式变压器，其特征在于，所述微 穿孔板的材料为金属或非金属材料，孔径由< 1mm的微孔组成，利用微穿孔板的声阻消除特 定频率的噪音。3. 根据权利要求1所述的采用微穿孔板的非晶合金油浸式变压器，其特征在于，所述油 箱采用波纹油箱或片式散热器式油箱，，所述三框三柱式结构包括拉板式三框三柱式结构。4. 根据权利要求1所述的采用微穿孔板的非晶合金油浸式变压器，其特征在于，所述油 箱包括呈片散结构的加强筋或含有呈波纹结构的框架加强结构。
【专利摘要】本发明提供了一种采用微穿孔板的非晶合金油浸式变压器，包括经特殊设计的变压器油箱，置于油箱中采用特殊设计的微穿孔板，用于充当声阻抗的空腔，以及变压器器身与箱底之间的减震垫、吊板与夹件之间的减震垫，绝缘和冷却介质用的变压器油，还包括置于箱盖上的高压套管、低压套管、高压分接开关。吸声器由一张或多张微穿孔板和单个空腔或多个空腔组成。微穿孔板安装在非晶合金变压器油箱内侧壁后形成亥姆霍兹共振腔，能吸收由铁心磁致伸缩引起的振动和电动力引起线圈振动的能量，最终降低噪声。由于采用非晶合金铁心，比原有更节约能源；安装有微穿孔板的油箱能吸收铁心振动频率对应的最大振动幅值，微穿孔板噪声下降。
【IPC分类】H01F27/25, H01F27/14, H01F27/33
【公开号】CN105609264
【申请号】CN201610034433
【发明人】刘道生, 严慕秋, 王仕会, 刘飞飞
【申请人】江西理工大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月19日