【摘 要】
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变压器铁心接缝区域产生的噪声主要是由铁心磁致伸缩应变以及漏磁场所产生的电磁力引起。为了降低铁心接缝区域的振动噪声,目前广泛采用的方法是改进叠片铁心搭接工艺,如采用步进搭叠方式等。近年来,磁流变材料因其具有在外磁场作用下力学性状会发生改变的特殊性能,在振动抑制领域得到广泛应用。根据状态不同,磁流变材料通常分为磁流变液、磁流变胶、磁流变塑性体和磁流变弹性体等四种类型,在磁场的作用下,其状态会由原来的液
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变压器铁心接缝区域产生的噪声主要是由铁心磁致伸缩应变以及漏磁场所产生的电磁力引起。为了降低铁心接缝区域的振动噪声,目前广泛采用的方法是改进叠片铁心搭接工艺,如采用步进搭叠方式等。近年来,磁流变材料因其具有在外磁场作用下力学性状会发生改变的特殊性能,在振动抑制领域得到广泛应用。根据状态不同,磁流变材料通常分为磁流变液、磁流变胶、磁流变塑性体和磁流变弹性体等四种类型,在磁场的作用下,其状态会由原来的液态、胶状物、塑性体转化为类固态,阻尼性能也会随之大大增强。为了降低变压器铁心接缝区域噪声,本文提出将磁流变材料填充到铁心接缝区域以达到减振目的。制备了磁流变液、磁流变胶、磁流变塑性体和磁流变弹性体等材料,并测量其导磁性能;在此基础上,构建步进搭叠变压器铁心的仿真计算模型,通过多物理场耦合仿真,讨论了铁心接缝区域添加磁流变材料对磁场、结构力场和声场分布的影响,为降低变压器振动噪声提出了一种新的方法。本文主要研究内容有:首先,在研究磁流变材料制备制造工艺和生产方法的基础上,设计了适合实验室现有实验条件的制备方案,制备了四种不同的材料基体,得到了磁流变液、磁流变胶、磁流变塑性体和磁流变弹性体四种弹性材料。同时,以磁流变胶为基准,制备了不同成分比例、不同软磁颗粒粒径的磁流变胶材料。然后,为了测量上述四种磁流变材料的导磁特性,基于实验室现有的永磁材料磁滞回线测量仪,根据磁流变材料的物理特性,设计了磁流变材料磁特性测试的实验方法,得到了磁流变材料的磁性能相关数据,对比分析了不同制备因素对磁性能的影响。最后,构建了叠片铁心搭叠间隙磁场仿真的二维、三维模型,将测得的磁流变材料磁性能数据结合到磁场仿真计算,讨论了搭叠间隙填充磁流变材料前后磁场分布的变化情况,表明了磁流变材料能有效地改善叠片间隙处漏磁场的分布。在此基础上,建立了一个简化的单相变压器铁心仿真模型,实现了该模型的多物理场耦合仿真计算,对比分析了添加磁流变材料前后变压器铁心振动应变和声场的变化,表明了磁流变材料在变压器铁心减振降噪方面的可行性。
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