(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211231861.1 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 特变电工科技投资有限公司 地址 300000 天津市武清区武清开发区福 源道北侧创业总部 基地C03号楼301室 申请人 特变电工股份有限公司 　 西安交通大 学　 特变电工 衡阳变压器有限公司 　 特变电工沈阳变 压器集团有限公司 　 特变电工股份有限公司新疆变 压器 厂 (72)发明人 谢璐佳　李峰　苏钟焕　罗虎　 席儒　曲光磊　张诚　张凡　 汲胜昌　(74)专利代理 机构 深圳市世纪恒程知识产权代 理事务所 4 4287 专利代理师 李俊杰 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/10(2020.01) (54)发明名称 分步等效的变 压器振动噪声仿真方法 (57)摘要 本发明公开了一种分步等效的变压器振动 噪声仿真方法， 包括： 根据所述铁心的磁致伸缩 情况仿真和所述铁心的实际形态， 构建所述铁心 的三维模型； 在所述铁心的三维模型中， 获得所 述铁心在磁致伸缩效应影 响下的形变仿真结果； 构建所述油箱、 所述铁心和所述绕组的二维模 型， 获得所述绕组的振动仿真结果和在所述绕组 振动情况下所述绕组附近的声场分布仿真结果； 整合所述铁心的三维模型以及所述绕组的二维 模型， 添加其余零部件获得重构三维模型； 在所 述重构三维模 型内， 计算获得所述变压器的振动 噪声仿真情况。 本发明解决了不同维数的模型间 的相互耦合问题， 实现更多的仿真细节， 达到更 高的仿真精度水平， 实现了快速且较为准确的进 行变压器振动噪声仿真。 权利要求书3页 说明书11页 附图6页 CN 115526079 A 2022.12.27 CN 115526079 A 1.一种分步等效的变压器振动噪声仿真方法， 其特征在于， 所述变压器设置于油箱内， 所述变压器包括铁心和绕设于所述铁心上的绕组， 所述方法包括： 构建所述铁心 的三维模型， 并对受磁场影响下的所述铁心 的磁致伸缩情况进行计算， 获得所述铁心在磁致伸缩效应 影响下的形变仿真结果； 构建所述绕组的二维模型， 并对所述绕组的振动情况仿真， 获得所述绕组的振动仿真 结果； 建立包括变压器的所述铁心、 夹件和所述油箱 的重构三维模型， 将所述铁心在磁致伸 缩效应影响下的形变仿真结果引入声场仿真中， 将所述绕组的振动仿真结果作为边界条 件， 计算三维情况 下变压器的振动噪声。 2.如权利要求1所述的分步等效的变压器振动噪声仿真方法， 其特征在于， 所述构建所 述铁心的三维模型， 并对受磁场影响下 的所述铁心的磁致伸缩情况进行计算， 获得所述铁 心在磁致伸缩效应 影响下的形变仿真结果的步骤 包括： 根据所述绕组和所述铁心 的实际形态， 构建所述铁心 的三维模型， 所述绕组在所述铁 心的三维模型中呈筒状结构； 在所述铁心的三维模型中， 以软铁材料的所述铁心为基础构建所述铁心的磁致伸缩模 型； 对所述绕组产生的磁场分布和受磁场影响下的所述铁心的磁致伸缩情况进行计算， 获 得所述铁心在磁致伸缩效应 影响下的形变仿真结果； 根据所述软铁材料的磁化曲线， 对所述铁心 的磁致伸缩模型的磁化曲线、 有效磁化曲 线的插值数据进行修 正， 并在所述铁心的磁致伸缩 模型中设定第一属性条件； 根据所述第 一属性条件对所述铁心的磁致伸缩模型进行计算， 获得所述铁心在磁致伸 缩效应影响下的形变仿真结果。 3.如权利要求2所述的分步等效的变压器振动噪声仿真方法， 其特征在于， 所述在所述 铁心的三 维模型中， 以软铁材料的所述铁心 为基础构建所述铁心的磁致伸缩模型的步骤包 括： 在以所述软铁材 料的所述铁心为基础构建的所述 三维模型中设置第一约束条件； 根据所述第一约束条件， 将三维模型中的所述铁心设定为待求 解域； 在所述待求 解域内设置第二约束条件， 并根据所述第二约束条件获得求 解结果； 根据所述 求解结果获得 所述铁心的磁致伸缩 模型。 4.如权利要求1所述的分步等效的变压器振动噪声仿真方法， 其特征在于， 所述构建所 述绕组的二维模型， 并对所述绕组的振动情况仿真， 获得所述绕组的振动仿真结果的步骤 包括： 根据所述绕组的实际形态， 构建所述绕组的二维模型； 在所述二维模型中构建油箱、 铁心和垫块的二维模型， 并对所述绕组的振动情况仿真， 获得所述绕组的振动仿真结果。 5.如权利要求1至4任一项所述的分步等效的变压器振动噪声仿真方法， 其特征在于， 所述变压器包括夹件， 所述夹件夹设于所述绕组； 所述建立包括变压器的所述铁心、 夹件和所述油箱 的重构三维模型， 将所述铁心在磁 致伸缩效应影响下的形变仿 真结果引入声场仿 真中， 将所述绕组的振动仿 真结果作为边界权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115526079 A 2条件， 计算 三维情况 下变压器的振动噪声的步骤 包括： 在所述铁心的三维模型内对所述铁心、 所述绕组、 所述夹件和所述油箱进行完整建模， 获得待整合三维模型； 根据所述绕组的振动仿真结果， 获得 所述绕组的边界条件； 根据所述绕组的边界条件替换所述绕组在实际情况中所处位置对应于所述待整合三 维模型中的区域， 获得 所述重构三维模型。 6.如权利要求5所述的分步等效的变压器振动噪声仿真方法， 其特征在于， 所述建立包 括变压器的所述铁心、 夹件和所述油 箱的重构三维模型， 将所述铁心在磁致伸缩效应影响 下的形变仿真结果引入声场仿真中， 将所述绕组的振动仿真结果作为边界条件， 计算三维 情况下变压器的振动噪声的步骤 包括： 对所述重构三维模型进行声场仿真， 获得 所述重构三维模型的声场仿真结果； 联合所述铁心在磁致伸缩 效应影响下的形变仿真结果和所述声场仿真结果， 获得第 一 声场仿真量； 联合所述绕组的振动仿真结果和所述声场仿真结果， 获得第二声场仿真量； 联合所述第一声场仿真量和所述第二声场仿真量， 获得完整 声场仿真计算模型； 根据所述完整 声场仿真计算模型， 获得 所述变压器的振动噪声仿真情况。 7.如权利要求6所述的分步等效的变压器振动噪声仿真方法， 其特征在于， 所述夹件连 接有绕组压 板； 所述联合所述振动仿真结果和所述声场仿真结果， 获得第二声场仿真量的步骤 包括： 在所述绕组的二维模型内， 获得 所述绕组端部的形变情况； 将所述绕组端部的形变情况作为第二约束条件； 根据所述第二约束条件， 在所述重构三维模型中仿真获得 所述第二声场仿真量。 8.如权利要求6所述的分步等效的变压器振动噪声仿真方法， 其特征在于， 所述振动仿 真结果包括声场分布仿真结果； 所述联合所述振动仿真结果和所述声场仿真结果， 获得第二声场仿真量的步骤 包括： 在所述绕组的二维模型中， 仿真获得在所述绕组振动情况下所述绕组附近的声场分布 情况； 根据在所述绕组振动情况下所述绕组附近的声场分布情况， 获得靠近所述绕组 的声场 分布结果； 将所述绕组的声场分布结果作为第三约束条件； 根据所述第三约束条件， 在所述重构三维模型中仿真获得 所述第二声场仿真量。 9.如权利要求6所述的分步等效的变压器振动噪声仿真方法， 其特征在于， 在所述完整 声场仿真计算模型中， 所述绕组具有 耦合部； 所述根据 所述完整声场仿真计算模型， 获得所述变压器的振动噪声仿真情况的步骤包 括： 在所述完整 声场仿真计算模型中隐藏所述绕组的耦合部； 对所述完整 声场仿真计算模型进行空载仿真， 获得 所述变压器的振动噪声仿真情况。 10.如权利要求6所述的分步等效的变压器振动噪声仿真方法， 其特征在于， 所述根据 所述完整 声场仿真计算模型， 获得 所述变压器的振动噪声仿真情况的步骤 包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115526079 A 3