基于有限元法的变压器电磁振动噪声计算方法

摘要

本发明公开了一种基于有限元法的变压器电磁振动噪声计算方法，包括：步骤1，根据变压器的三维几何模型构建结构网格模型和声学网格模型；步骤2，对结构网格模型瞬态电磁仿真获得各相绕组和铁芯所受的瞬态电磁力波；步骤3，对各相绕组和铁芯的瞬态电磁力波进行FFT变换，得各相绕组和铁芯所受电磁力的频域分布；步骤4，对结构网格模型进行谐响应分析，获得绕组和铁芯表面节点振动位移数据；步骤5，对声学网格模型进行声场计算，获得变压器的辐射噪声分布。本发明全面考虑了噪声的各影响因素，计算结果准确可靠，可用于绕组短路振动变形分析等，也可为电机的噪声分析提供方法和依据。

主权项

基于有限元法的变压器电磁振动噪声计算方法，其特征是，包括：步骤1，根据变压器的绕组、铁芯和油箱的结构参数，构建变压器的三维几何模型，采用有限元法对三维几何模型分别进行结构网格和声学网格划分，得由结构网格模型和声学网格模型组成的变压器的三维几何网格模型；步骤2，结构网格模型中三相低压绕组截面上分别施加相位相差120度的正弦电流，结构网格模型外侧施加狄里克莱边界条件，采用ANSYS Maxwell工具对结构网格模型瞬态电磁仿真获得各相绕组和铁芯所受的瞬态电磁力波；步骤3，对各相绕组和铁芯的瞬态电磁力波进行FFT变换，得各相绕组和铁芯所受电磁力的频域分布，即电磁力谐波；步骤4，以步骤3所得电磁力谐波为激励，对结构网格模型中绕组的撑条截面位置和铁芯底面施加全约束，采用ANSYS工具对结构网格模型进行谐响应分析，获得绕组和铁芯表面节点的振动位移数据；步骤5，以PML声吸收边界条件为约束条件，将步骤4所得绕组和铁芯表面节点振动位移数据映射到声学网格模型作为边界条件，采用LMS有限元声学工具对声学网格模型进行声场模拟，获得变压器的辐射噪声分布。