CN115938763A - 一种降噪式风力变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气技术领域，具体是指一种降噪式风力变压器，包括底座以及设置在所述底座上的变压器本体，所述变压器本体上设置有储油柜，两侧对称设置有若干降噪部，所述降噪部包括依次间隔设置的若干降噪件与散热件，所述降噪件内设置有动力吸振器，所述散热件内设置有用于有源降噪的滤波器。通过降噪部内的降噪件、散热件来对变压器本体进行降噪散热，具体通过在振动传播途径以及声辐射结构的表面降低变压器振动能量，由于噪声的振动传播途径是由内向外逐步辐射扩散，因而将动力吸振器设置在降噪件内，并对称设置在变压器本体的外侧，能够有效地对振动能量进行吸收，进而达到降低声辐射能量的目的。

Description

一种降噪式风力变压器

技术领域

本发明涉及电气技术领域，具体是指一种降噪式风力变压器。

背景技术

变压器为电力传输系统与民用建筑供配电系统中的重要设备之一。而风力发电系统中，风力发电机一般建设在大山顶部，相应的变压器也会建设在附近，由于变压器工作时产生较大的噪音，会对周围生活的农民以及周围生活的野生动物产生较大影响。

需要说明的是，噪声会影响居民心理健康，严重时，还会引发心脑血管疾病，甚至威胁人类神经系统。目前，国内外在变压器振动与噪声的形成机理、传播特性以及测试方法上展开了大量的研究，主要形成机制有：取向电工钢线圈的磁致伸缩振动以及漏磁场引发变压器绕组的振动、负载不平衡导致的振动等，无论何种形成机制，可以理解的是，均与变压器内部的构件振动相关。这种振动噪声在风力变压器中更为严重，因此，降低风力变压器的噪声显得尤为重要。

发明内容

本发明目的在于提供一种降噪式风力变压器，用于降低风力变压器的噪声。

本发明通过下述技术方案实现：

一种降噪式风力变压器，包括底座以及设置在所述底座上的变压器本体，所述变压器本体上设置有储油柜，两侧对称设置有若干降噪部，所述降噪部包括依次间隔设置的若干降噪件与散热件，所述降噪件内设置有动力吸振器，所述散热件内设置有用于有源降噪的滤波器。需要说明的是，目前，国内外在变压器振动与噪声的形成机理、传播特性以及测试方法上展开了大量的研究，主要形成机制有：取向电工钢线圈的磁致伸缩振动以及漏磁场引发变压器绕组的振动、负载不平衡导致的振动等，无论何种形成机制，可以理解的是，均与变压器内部的构件振动相关。这种振动噪声在风力变压器中更为严重。

基于上述情况，提出了一种降噪式风力变压器，通过降噪部内的降噪件、散热件来对变压器本体进行降噪散热，更为具体地，由于噪声的产生与振动息息相关，以风力变压器为例，由于风力作为发电系统的动力来源，当气流通过风力变压器时，会联合产生较大的振动噪声，并与变压器本体内的噪声叠加，使得噪声的形成更为复杂。对于降噪件，其主要通过在振动传播途径以及声辐射结构的表面降低变压器振动能量，由于噪声的振动传播途径是由内向外逐步辐射扩散，因而将动力吸振器设置在降噪件内，并对称设置在变压器本体的外侧，能够有效地对振动能量进行吸收，进而达到降低声辐射能量的目的。对于滤波器，其主要通过能够以较短的过滤器长度来识别复杂的主要和辅助路径信息，结合使用递归最小方均算法来消除噪声。

进一步地，所述降噪件包括两端开口的降噪架与若干降噪板，若干所述降噪板间隔均布在所述降噪板的端面上形成吸音面，所述吸音面上对称开设有若干降噪槽，所述动力吸振器设置在所述降噪槽内。需要说明的是，基于上述结构，能够对变压器本体产生的噪声进行吸收，更为具体地，当产生的噪声辐射在吸音面上时，以及降噪件在气流通过时产生一定的振动噪声，均能够通过动力吸振器进行吸收，进而减少了噪声辐射的传播途径，也减少了噪声在变压器本体内的叠加情况。

进一步地，所述动力吸振器包括：内部中空的传振块、两质量块、以及传振柱，两所述质量块可拆卸连接在所述传振块的上下两端，所述传振柱设置在所述传振块的内部且自由端是始终与所述降噪架抵接。需要说明的是，基于上述结构，动力吸振器能够利用共振系统来吸收降噪架的振动能量以减少振动噪声，即通过共振系统共振时产生的反作用力来使降噪架的振动频率降低，进而减少振动噪声。

进一步地，所述散热件包括底板，所述底板上设置有由若干散热板构成的散热面，所述散热面的中心开设有用于安装所述滤波器的开孔，所述散热板的侧面设置有用于引导气流的多个引流条，所述底板的侧边还对称设置有散热条，所述底板上还开设有用于热交换的通孔。需要说明的是，基于上述结构，散热件能够对变压器产生的热量进行发散，不仅增加了变压器本体与气流等的接触面，在单位体积上的变压器本体上能够被带走更多的热量，而且在引流条与散热条的作用下，能够对气流进行引导，使得间隙间的气流流速加快，温度降低，达到散热的目的。

进一步地，所述底板的上端面还并排设置有两个第一对流板，且每个所述散热板均间隔均布在两个第一对流板之间，所述底板的上端面对称设置有两个第二对流板，且相邻的所述第一对流板、第二对流板能够形成C型槽。需要说明的是，基于上述结构，能够对散热板进行辅助散热作用。

作为优选，所述散热条的端面开设有与所述散热条截面匹配的梯形孔，在所述梯形孔的直腰面设置有多个导流条。需要说明的是，基于上述结构，将散热件划分为多个区域，每个区域内的气流相互流通，并且也能在每个区域内独自实现空气对流，进而使得空气对流的多样化、层次化。

进一步地，所述滤波器包括主控芯片，所述主控芯片信号连接有：声压信号采集电路、功率放大电路以及芯片驱动扬声器电路，靠近所述变压器本体的散热件上设置有用于实时校正声源信号的误差传感器，所述误差传感器与所述主控芯片信号连接。需要说明的是，在变压器本体中，存在着电工钢片，电工钢片为变压器常用的磁性材料，其磁性能的变化会影响变压器装备的振动变化，还关系到变压器装备运行寿命长短与节能降损目标的实现，在这种情况下，变压器本体中实际存在大量谐波，导致无法预测变压器电流实时变化，电工钢片所受激励也发生变化，相应的磁特性、变压器工作特性与电磁振动也会发生变化，给变压器的振动位移、加速度变化趋势造成较大的影响，一个周期内振动波动严重不仅会导致大量噪声的产生，还可能引发后续安全运行事故。因此，需要对变压器内的谐波输入进行控制，这依赖于滤波器来实现。

作为优选，所述降噪件、散热件的表面设有去耦覆盖层。需要说明的是，去耦覆盖层包括但不限于为：对外壁进行喷丸处理，随后喷涂环氧树脂漆，再涂装环氧防锈涂层，基于上述去耦覆盖层，能够明显的降低噪声幅值。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明提出了一种降噪式风力变压器，通过降噪部内的降噪件、散热件来对变压器本体进行降噪散热，具体通过在振动传播途径以及声辐射结构的表面降低变压器振动能量，由于噪声的振动传播途径是由内向外逐步辐射扩散，因而将动力吸振器设置在降噪件内，并对称设置在变压器本体的外侧，能够有效地对振动能量进行吸收，进而达到降低声辐射能量的目的；

2、本发明能够以较短的过滤器长度来识别复杂的主要和辅助路径信息，结合使用递归最小方均算法来消除噪声；

3、本发明的散热件能够对变压器产生的热量进行发散，不仅增加了变压器本体与气流等的接触面，在单位体积上的变压器本体上能够被带走更多的热量，而且在引流条与散热条的作用下，能够对气流进行引导，使得间隙间的气流流速加快，温度降低，达到散热的目的；

4、本发明滤波器能够有效减少变压器的谐波输入，进而辅助减少变压器的噪声。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A的放大结构示意图；

图3为降噪件的结构示意图；

图4为降噪件的剖面结构示意图；

图5为动力吸振器的结构示意图；

图6为动力吸振器的剖面结构示意图；

图7为散热件的正视图；

图8为散热件的仰视图；

图9为图7中B的放大结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-底座，2-变压器本体，3-储油柜，4-降噪部，5-降噪件，51-动力吸振器，511-传振块，512-质量块，513-传振柱，514-橡胶层，52-降噪架，53-降噪板，54-降噪槽，6-散热件，61-滤波器，62-底板，63-散热板，64-开孔，65-引流条，66-散热条，661-梯形孔，662-导流条，67-通孔，68-第一对流板，69-第二对流板，70-C型槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。需要说明的是，本发明已经处于实际研发使用阶段。

实施例1：

请一并参考附图1至图9，一种降噪式风力变压器，包括底座1以及设置在所述底座1上的变压器本体2，所述变压器本体2上设置有储油柜3，两侧对称设置有若干降噪部4，所述降噪部4包括依次间隔设置的若干降噪件5与散热件6，所述降噪件5内设置有动力吸振器51，所述散热件6内设置有用于有源降噪的滤波器61。需要说明的是，目前，国内外在变压器振动与噪声的形成机理、传播特性以及测试方法上展开了大量的研究，主要形成机制有：取向电工钢线圈的磁致伸缩振动以及漏磁场引发变压器绕组的振动、负载不平衡导致的振动等，无论何种形成机制，可以理解的是，均与变压器内部的构件振动相关。这种振动噪声在风力变压器中更为严重。

基于上述情况，提出了一种降噪式风力变压器，通过降噪部4内的降噪件5、散热件6来对变压器本体2进行降噪散热，更为具体地，由于噪声的产生与振动息息相关，以风力变压器为例，由于风力作为发电系统的动力来源，当气流通过风力变压器时，会联合产生较大的振动噪声，并与变压器本体2内的噪声叠加，使得噪声的形成更为复杂。对于降噪件5，其主要通过在振动传播途径以及声辐射结构的表面降低变压器振动能量，由于噪声的振动传播途径是由内向外逐步辐射扩散，因而将动力吸振器51设置在降噪件5内，并对称设置在变压器本体2的外侧，能够有效地对振动能量进行吸收，进而达到降低声辐射能量的目的。对于滤波器61，其主要通过能够以较短的过滤器长度来识别复杂的主要和辅助路径信息，结合使用递归最小方均算法来消除噪声。在降噪件5与散热件6的联合作用下，还能够实现多频共振的效果，即降噪件5与散热件6间隔设置，进而形成了多个隔音、吸音的层面空间，噪声辐射经过各层面空间后逐渐减小，最终能够吸收绝大部分噪声。

需要说明的是，所述降噪件5包括两端开口的降噪架52与若干降噪板53，若干所述降噪板53间隔均布在所述降噪板53的端面上形成吸音面，所述吸音面上对称开设有若干降噪槽54，所述动力吸振器51设置在所述降噪槽54内。还需要说明的是，基于上述结构，能够对变压器本体2产生的噪声进行吸收，更为具体地，当产生的噪声辐射在吸音面上时，以及降噪件5在气流通过时产生一定的振动噪声，均能够通过动力吸振器51进行吸收，进而减少了噪声辐射的传播途径，也减少了噪声在变压器本体2内的叠加情况。降噪件5材料优选的有岩棉、矿渣或聚酯纤维板等，还能够利用材料内部的细孔进一步吸收噪声。

需要说明的是，所述动力吸振器51包括：内部中空的传振块511、两质量块512、以及传振柱513，两所述质量块512可拆卸连接在所述传振块511的上下两端，所述传振柱513设置在所述传振块511的内部且自由端是始终与所述降噪架52抵接。还需要说明的是，基于上述结构，动力吸振器51能够利用共振系统来吸收降噪架52的振动能量以减少振动噪声，即通过共振系统共振时产生的反作用力来使降噪架52的振动频率降低，进而减少振动噪声。对于动力吸振器51，动力吸振器51的频率满足：

，

其中，

为动力吸振器的频率；

k为橡胶层的刚度；

m为动力吸振器的质量。

需要说明的是，所述散热件6包括底板62，所述底板62上设置有由若干散热板63构成的散热面，所述散热面的中心开设有用于安装所述滤波器61的开孔64，所述散热板63的侧面设置有用于引导气流的多个引流条65，所述底板62的侧边还对称设置有散热条66，所述底板62上还开设有用于热交换的通孔67。还需要说明的是，基于上述结构，散热件6能够对变压器产生的热量进行发散，不仅增加了变压器本体2与气流等的接触面，在单位体积上的变压器本体2上能够被带走更多的热量，而且在引流条65与散热条66的作用下，能够对气流进行引导，使得间隙间的气流流速加快，温度降低，达到散热的目的。

需要说明的是，所述底板62的上端面还并排设置有两个第一对流板68，且每个所述散热板63均间隔均布在两个第一对流板68之间，所述底板62的上端面对称设置有两个第二对流板69，且相邻的所述第一对流板68、第二对流板69能够形成C型槽70。还需要说明的是，基于上述结构，能够对散热板63进行辅助散热作用。

需要说明的是，所述散热条66的端面开设有与所述散热条66截面匹配的梯形孔661，在所述梯形孔661的直腰面设置有多个导流条662。还需要说明的是，基于上述结构，将散热件6划分为多个区域，每个区域内的气流相互流通，并且也能在每个区域内独自实现空气对流，进而使得空气对流的多样化、层次化。

需要说明的是，所述滤波器61包括主控芯片，所述主控芯片信号连接有：声压信号采集电路、功率放大电路以及芯片驱动扬声器电路，靠近所述变压器本体2的散热件6上设置有用于实时校正声源信号的误差传感器，所述误差传感器与所述主控芯片信号连接。还需要说明的是，在变压器本体2中，存在着电工钢片，电工钢片为变压器常用的磁性材料，其磁性能的变化会影响变压器装备的振动变化，还关系到变压器装备运行寿命长短与节能降损目标的实现，在这种情况下，变压器本体2中实际存在大量谐波，导致无法预测变压器电流实时变化，电工钢片所受激励也发生变化，相应的磁特性、变压器工作特性与电磁振动也会发生变化，给变压器的振动位移、加速度变化趋势造成较大的影响，一个周期内振动波动严重不仅会导致大量噪声的产生，还可能引发后续安全运行事故。因此，需要对变压器内的谐波输入进行控制，这依赖于滤波器61来实现。

作为优选，所述降噪件5、散热件6的表面设有去耦覆盖层。需要说明的是，去耦覆盖层包括但不限于为：对外壁进行喷丸处理，随后喷涂环氧树脂漆，再涂装环氧防锈涂层，基于上述去耦覆盖层，能够明显的降低噪声幅值。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种降噪式风力变压器，包括底座（1）以及设置在所述底座（1）上的变压器本体（2），其特征在于：所述变压器本体（2）上设置有储油柜（3），两侧对称设置有若干降噪部（4），所述降噪部（4）包括依次间隔设置的若干降噪件（5）与散热件（6），所述降噪件（5）内设置有动力吸振器（51），所述散热件（6）内设置有用于有源降噪的滤波器（61）。

2.根据权利要求1所述的一种降噪式风力变压器，其特征在于：所述降噪件（5）包括两端开口的降噪架（52）与若干降噪板（53），若干所述降噪板（53）间隔均布在所述降噪板（53）的端面上形成吸音面，所述吸音面上对称开设有若干降噪槽（54），所述动力吸振器（51）设置在所述降噪槽（54）内。

3.根据权利要求2所述的一种降噪式风力变压器，其特征在于：所述动力吸振器（51）包括：内部中空的传振块（511）、两质量块（512）、以及传振柱（513），两所述质量块（512）可拆卸连接在所述传振块（511）的上下两端，所述传振柱（513）设置在所述传振块（511）的内部且自由端是始终与所述降噪架（52）抵接。

4.根据权利要求1所述的一种降噪式风力变压器，其特征在于：所述散热件（6）包括底板（62），所述底板（62）上设置有由若干散热板（63）构成的散热面，所述散热面的中心开设有用于安装所述滤波器（61）的开孔（64），所述散热板（63）的侧面设置有用于引导气流的多个引流条（65），所述底板（62）的侧边还对称设置有散热条（66），所述底板（62）上还开设有用于热交换的通孔（67）。

5.根据权利要求4所述的一种降噪式风力变压器，其特征在于：所述底板（62）的上端面还并排设置有两个第一对流板（68），且每个所述散热板（63）均间隔均布在两个第一对流板（68）之间，所述底板（62）的上端面对称设置有两个第二对流板（69），且相邻的所述第一对流板（68）、第二对流板（69）能够形成C型槽（70）。

6.根据权利要求4所述的一种降噪式风力变压器，其特征在于：所述散热条（66）的端面开设有与所述散热条（66）截面匹配的梯形孔（661），在所述梯形孔（661）的直腰面设置有多个导流条（662）。

7.根据权利要求1所述的一种降噪式风力变压器，其特征在于：所述滤波器（61）包括主控芯片，所述主控芯片信号连接有：声压信号采集电路、功率放大电路以及芯片驱动扬声器电路，靠近所述变压器本体（2）的散热件（6）上设置有用于实时校正声源信号的误差传感器，所述误差传感器与所述主控芯片信号连接。

8.根据权利要求1所述的一种降噪式风力变压器，其特征在于：所述降噪件（5）、散热件（6）的表面设有去耦覆盖层。

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