24脉波移相整流变压器的电磁振动噪声关联性分析开题报告

全文总字数：6044字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1目的及意义

为推进智能化，现代船舶正朝着电气化方向发展，因此对船舶电网提出了更高的要求，其中，变压器作为电网中的主要组成部分，也发挥着越来越重要的作用。随着用电设备的增加，给予变压器的任务已不再只是单纯的静止电能转换，而是还肩负着提高运行的经济性、供电的可靠性、节约电能等多重任务。因此，对于变压器结构及其相关特性的研究也一直以来备受国内外学者的关注。

变压器主要通过电磁感应、绕组之间频率的变化以实现电压和电流的变换过程，随着电网负担的增加及系统的复杂化，变压器运行过程中所带来的问题也逐渐凸显。例如，由于大功率变压器在船舶上的装配数量不断增多，在给船舶航行带来便利的同时，大功率变压器运行产生的噪声问题渐渐成为提高船舶舱室舒适性和静音性的巨大阻碍。因此，电力变压器运行产生的噪声逐渐成为环境污染中考虑的重要指标，其不仅对船员的生活环境造成污染，危害健康，而且影响设备的使用寿命，增大电力系统及其它用电器的故障率，浪费大量的能源，所以减振降噪一直是变压器行业和市场需求的重要指标，如何有效的降低变压器的振动噪声一直是十分重要的研究课题。

相关研究结果表明，变压器振动的根源主要在于：（1）硅钢片的磁致伸缩引起的铁芯振动，磁致伸缩使得铁芯随着励磁频率的变化而周期性地振动；（2）硅钢片接缝处和叠片之间存在着漏磁通而产生的电磁吸引力，从而引起铁芯振动；（3）当绕组中有负载电流通过时，负载电流产生的漏磁通引起绕组、油箱壁的振动；（4）气隙中非磁性材料垫片处的漏磁引起的铁芯振动^[1]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

建立24脉波移相整流变压器仿真模型，采用电磁分析软件ansoft maxwell和多物理场软件comsol multiphysics在不同激励参数（电源频率）下进行仿真计算，模拟不同的谐波分量对变压器振动噪声的影响，分析（1）变压器定子铁心的磁场由于谐波引入的集肤效应和邻近效应的变化曲线；（2）变压器绕组的振动加速度、振幅随不同激励参数的变化曲线;（3）所产生噪声的频率、振幅与激励参数间的关系曲线，为分析电-磁-振-声的关联性提供基础数据。

2.2目标

1.熟悉24脉波移相整流变压器工作原理及结构；

2.掌握ansoft maxwell 2d/3d软件中的建模、网格划分、磁场分析等；

3. 研究计划与安排

1-3周，完成开题报告；

4-5周，完成英文参考文献的翻译；

6-10周，搭建24脉波移相整流变压器仿真模型并完成多物理场振动噪声的相关求解；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]董志刚.变压器的噪声（2）[j].变压器,1995(11):26-30.

[2]鲁文波,曲光磊.油浸式自耦变压器振动噪声研究[j].振动与冲击,2019,38(15):273-280.

[3]龚宜祥,谢庆峰,李猛,曹枚根,彭明聪,黄松岭.220kv变压器的辐射噪声计算[j].变压器,2015,52(05):13-16.