Page 112 - 《应用声学》2022年第5期

788 2022 年 9 月

෴ኸܞ 磁通主要集中铁芯之中，其最大值为 1.16 T。可知
ፐᎆ෴
在激励电流的作用下，磁通密度较小，没有达到饱和
ʽᮇ౜ 磁通，且主磁通约占全部磁通的 99% 以上，漏磁通
ʽ͈݃
ల҄ۙڱ 仅占全部磁通的1%以下，与实际情况相符。
ፉጸ
2.3 变压器结构力学仿真建模
ᨡᔇ͈݃ ʾ͈݃ 变压器绕组在电磁力的作用下，受到辐向以及

轴向两个方向的力。辐向力使得变压器绕组受到向
(a) ԫԍ٨വیடʹᎪಫѳѬ 内或者向外的扩张收缩作用；而轴向的作用力，则使
得绕组受到向上或者向下的拉伸作用。绕组辐向受
ᨡᔇ
力如图 5(a) 所示，绕组所受的辐向力在同一时刻的
不同方向不相同，其大小由漏磁场的强度决定。高
Ͱԍፉጸ 压绕组受到向外的牵引力，绕组对应有向外膨胀的
ඡᬩ
趋势，而低压绕组受到向内的牵引力，绕组对应有向
ᰴԍፉጸ
内收缩的趋势。如图 5(b) 所示，B 相和 C 相绕组上
ᆪᨂྟ 表面受到较大的向上的牵引力，而其他位置的轴向
力相对来说较小，并且靠近绕组中间位置的形变程
(b) ԫԍ٨˟᜶ᦊ͈ᎪಫѳѬ
度更大。
图 2 变压器网格划分模型
Fig. 2 Transformer meshing model 2.4 变压器压力声学仿真建模

ᰴԍΟ ͰԍΟ 变压器绕组是变压器主要的振动源之一，其他
U A L a
R A L A R a 辅助构件的振动噪声很小，因此本文在研究绕组特
~
U B R B L B L b R b 性的仿真中忽略变压器其他辅助构件的振动噪声。
~
利用仿真软件中的声-结构边界模块，耦合固体力学
U C
R C L C
L c
~ R c
与压力声学模块，在绕组表面与空气介质接触面向
GND1
外辐射噪声，将固体力学仿真数据最为声场分析的
图 3 仿真电路图 基础。分别计算变压器前后以及左右两个面的辐射
Fig. 3 Simulation circuit diagram
噪声，将仿真测点布置离变压器30 cm处，高度为变
如图 4 所示，漏磁通主要集中于高压绕组与低 压器油箱高度的一半。振动及声音信号仿真测点布
压绕组的气隙之中，最大值为0.0028 T，变压器的主 置如图6所示。

T10 -4
20
15
10
5
ο᜽ڏ
తܸϙ: 1.16 T
తܸϙ὘0.0028T
20 1.0
ᇓᤰࠛएവ/T 0.6 ᇓᤰࠛएവ/T
15 0.8
10 0.4

5 0.2

(a) ԫԍ٨ᨡᔇᇓᤰࠛएവ (b) ԫԍ٨ፉጸᇓᤰࠛएവ
图 4 变压器磁通密度图
Fig. 4 Magnetic flux density model of transformer