不同铁磁材料变压器铁芯磁致伸缩及振动噪声特性分析

实际运行工况下，非晶合金变压器的振动噪声要明显高于传统取向硅钢铁芯变压器，其原因主要是相同磁化条件下非晶合金的磁致伸缩现象通常高于冷轧取向电工钢片。因此，深入掌握不同铁磁材料的磁致伸缩特性是有效解决变压器铁芯减振降噪问题的前提和基础。本文首先测试了非晶合金带材在交变磁化下的磁致伸缩特性，得到了不同磁化强度下磁致伸缩回环曲线，以及磁致伸缩峰峰值与磁化强度的关系曲线，并与取向电工钢片的磁致伸缩特性进行了对比分析。在此基础上，仿真计算了一台非晶合金变压器铁芯三维主磁场分布，并结合上述磁致伸缩特性曲线，建立了铁芯振动位移数值仿真模型和声场仿真模型，完成了铁芯结构力场和声场的多物理场耦合计算，得到了磁致伸缩效应引起的非晶变压器铁芯振动位移与噪声分布。最后，对比分析了不同铁磁材料变压器铁芯的振动和噪声。研究结果表明，在同样磁化条件下，非晶合金带材的磁致伸缩应变是取向硅钢片的50倍左右，由此引起的非晶变压器铁芯噪声高于传统硅钢变压器铁芯20dB左右。