專利名稱：低噪聲變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電變壓器，更特別涉及配備具有特殊結(jié)構(gòu)和幾何形狀，用于達到低噪聲水平的裝置的電變壓器。
眾所周知，電變壓器一般包括一個容納變壓器液(例如礦物油)的容器，一個變壓器磁芯和繞組組件。變壓器磁芯和繞組組件一般放置在變壓器液中，并遠離變壓器容器。
另一個眾所周知的事情是，變壓器發(fā)出的噪聲是一個阻礙實用于工業(yè)和公司的難題，特別是當(dāng)變壓器安裝在市區(qū)內(nèi)的時候。
本領(lǐng)域中的熟練技術(shù)人員知道，變壓器的噪聲是由電磁運行期間磁芯和繞組組件的振動和用于將電磁運行期間產(chǎn)生的熱量從容器抽取到周圍空氣中的冷卻風(fēng)扇所產(chǎn)生的。雖然通過設(shè)計低速、大直徑的排風(fēng)扇，裝配低噪聲輪葉，可以有效的減少冷卻風(fēng)扇的噪聲，但是在技術(shù)表述中已知的解決方案受幾個缺陷所影響的這一已知事實，使得降低磁芯和繞組組件振動的噪聲仍然是一個難題。
為了減少磁芯噪聲，技術(shù)表述中的傳統(tǒng)方法大多數(shù)是定位于考慮無源解決方案。
為了避免磁芯振動，一個已知方案是增加變壓器磁芯的質(zhì)量。不幸的是，這種方法使變壓器具有相當(dāng)大的磁芯剖面區(qū)，重量和成本顯著增加。
其它方法考慮在變壓器容器內(nèi)使用無源設(shè)備。這些設(shè)備層疊而成，由具有彈性的材料制成(例如橡膠)。這些設(shè)備放置在變壓器容器內(nèi)，作用象阻尼元件，吸收由磁芯和繞組組件振動所產(chǎn)生的變壓器液壓力波紋。這種方法的主要缺點在于這些設(shè)備只能設(shè)計用于吸收具有特定振幅和頻率的液壓波紋。如果這種壓力波紋的頻率和幅度發(fā)生變化，例如由于改變了變壓器的運行環(huán)境，那么這些設(shè)備的阻尼作用將不會有效果。
人們提出了使用有源設(shè)備來減少噪聲，例如在美國專利號N°5,726,617中。
在所提到的專利中，考慮使用了放置在變壓器容器中的動態(tài)壓力變化設(shè)備。該設(shè)備由，例如液壓致動器或液壓泵或其它類似的設(shè)備構(gòu)成，為了減少由運行的磁芯和繞組組件產(chǎn)生的壓力波紋而動態(tài)的改變變壓器液的壓力。專利中還提出有源阻尼設(shè)備要放置在變壓器容器，變壓器磁芯和繞組組件之間，其功能是積極的減弱變壓器磁芯和繞組組件的振動。振動傳感器和提到的有源設(shè)備的控制器可以放置在容器的里面或外面。
但是對提到的有源設(shè)備結(jié)構(gòu)沒有加以特別的考慮這一給定事實，使得在所提專利中描述的解決方案難以實施。實際上要驅(qū)動液壓致動器或液壓泵或其它類似的設(shè)備需要有相當(dāng)大數(shù)量的能量。此外由于此類設(shè)備的不可忽視的尺寸問題，只有少量可以放置在容器之中。這個事實意味著消除噪聲肯定不是最佳的，要依賴于動態(tài)壓力變化設(shè)備的特定位置。此外，安裝該液壓致動器和/或類似設(shè)備顯然需要復(fù)雜的裝配操作。安裝放置在變壓器磁芯和容器之間的泵也需要復(fù)雜的裝配操作。這個事實進一步增加了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種電變壓器，它能夠克服上述提到的缺陷，尤其是生產(chǎn)或裝配能夠消除磁芯和繞組組件產(chǎn)生的噪聲的設(shè)備不會顯著的增加成本。
本發(fā)明的另一個目標(biāo)是一種電變壓器，它使用了大量的有源設(shè)備來減少磁芯和繞組組件產(chǎn)生的噪聲，這些設(shè)備能夠改變變壓器容器內(nèi)變壓器液的容量，可以很容易的放置在容器的內(nèi)表面里面。
本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供一種電變壓器，它包括很多有源設(shè)備，根據(jù)變壓器的運行環(huán)境可以很容易的控制這些設(shè)備。
為了達到這些目標(biāo)和在下文可見的其它目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明提供了一種電變壓器，它包括-一個容納變壓器液的容器；-一個變壓器磁芯和繞組組件，放置在容器中的變壓器液中，并遠離該容器；-有源裝置，通過改變變壓器液的容量來減少電磁運行期間磁芯和繞組組件振動所產(chǎn)生的壓力波紋，該有源裝置放置在容器中的變壓器液中。
根據(jù)本發(fā)明，變壓器的特征在于該有源裝置包括至少一個單元，每個單元包括-一個主體和一個波浪形表層，該表層有效的連接到主體，以得到一個能夠在里面保持低壓氣氛的密封容器；-驅(qū)動裝置，放置在密封容器之內(nèi)，并牢固的連接到波浪形表層。
現(xiàn)在根據(jù)以示例方式給出的和在附圖中顯示的發(fā)明，參考多個實施方案來較為詳細講述本發(fā)明，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的電變壓器實施方案的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明包含在電變壓器中的有源單元的剖面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明包含在電變壓器中的有源單元的頂視圖。
請參看圖1，它描述的是根據(jù)本發(fā)明的電變壓器實施方案的示意圖。
根據(jù)本發(fā)明的變壓器包括一個容納變壓器液的容器1，例如礦物油。變壓器磁芯和繞組組件由參考數(shù)字3示意性表述，它放置在該容器中的變壓器液中，并遠離容器。
象在圖1中示意性描述的，在變壓器電磁運行期間磁芯和繞組組件的振動產(chǎn)生了壓力波紋4。有源裝置包括至少一個單元5，用來調(diào)節(jié)變壓器液2的容量，以減少壓力波紋4。
請參看圖2和圖3，它們描述了單元5可能結(jié)構(gòu)的兩個不同的示意圖。
單元5的結(jié)構(gòu)如主體20，它有一個有效連接以形成一個密封的容器的波浪形表層21。熟練的技術(shù)人員根據(jù)需要，可以很容易的設(shè)計出表層21波浪的形狀和數(shù)目。主體20和表層21最好由不銹鋼制造，并在邊緣焊接。
在另一個實施方案中，每個單元5可以配有彈性裝置23，最好是低硬度彈簧，彈性裝置23有效連接在主體20和波浪形表層21之間，最好是單元5的中部22。彈性裝置23的功能是使中部22與主體20的平面保持平行。
驅(qū)動裝置24配置在單元5里面。它們也牢固連接到波浪形表層21，最好是靠近中部22。在圖2和圖3說明的優(yōu)選實施方案中，驅(qū)動裝置24是由很多壓電組元件25構(gòu)成的。更為有利的是，單元5還配有一個內(nèi)部強制低壓氣氛28(指示值可以為0.1巴)所必須的閥門26和一個為驅(qū)動裝置24提供驅(qū)動信號所必須的電氣連接27。
低壓氣氛使主體20之上的波浪形表層21部分阻尼。驅(qū)動裝置24的存在阻止了表層21的完全阻尼。更為有利的是，可以在容器1里放置很多單元5，并連接到放置在容器1之外的控制裝置6。熟練的技術(shù)人員可以很容易的選擇和優(yōu)化容器內(nèi)有源單元的布局，以達到消除壓力波紋4的最佳效果。還提供了用于檢測壓力波紋4的檢測裝置。它們包括(圖1)放置在容器之內(nèi)的一個或多個傳感器，例如壓力傳感器8，或放置在容器1之外的振動傳感器9，用于檢測壓力波紋產(chǎn)生的容器1的振動。檢測裝置7連接到控制裝置6。連接最好是電氣類連接，但是詞語“連接”的含義廣泛。因此可以提供其它類型的連接，例如無線連接(例如通過無線電通信)或有線連接(例如通過光纜)。
在優(yōu)選實施方案中，控制裝置6包括一個反饋控制器，例如可編程數(shù)字計算機。
現(xiàn)在請參看所有提到的圖形，它們描述了減少變壓器噪聲的運行。
檢測裝置7檢測壓力波紋4，將輸入信號100，壓力波紋4的振幅和頻率指示傳輸?shù)娇刂蒲b置6。
控制裝置6使用適當(dāng)?shù)能浖绦騺矸治鲚斎胄盘?00，并相應(yīng)的傳輸用于驅(qū)動包含在每個單元5中的驅(qū)動裝置24的輸出信號101。
控制裝置6和驅(qū)動裝置24之間的連接也應(yīng)該象上面描述的含義廣泛。
驅(qū)動裝置24驅(qū)動波浪形表層21，強制它振動，產(chǎn)生的壓力波紋如圖1中參考數(shù)字40所示，能夠改變變壓器液的容量。液體容量的這種變化與壓力波紋4的振幅和頻率成比例，對于減少磁芯和繞組組件的噪聲非常有效。
如果變壓器的運行環(huán)境改變了，由于為了使壓力波紋4的幅度最小而一直運行的控制裝置6的作用，表層21的振動模式也相應(yīng)改變。如已提到的，考慮最合適的布局可以在變壓器容器1內(nèi)放置很多單元。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，對應(yīng)于容器不同位置的不同單元組可以分別進行驅(qū)動。實際上，在某一時刻，對每個單元組進行驅(qū)動與影響組所在容器區(qū)域的壓力波紋的振幅和頻率緊密相關(guān)。這種作用模式非常有效的增強了對變壓器噪聲的消除。
經(jīng)證明，本發(fā)明實現(xiàn)相對容易，成本低。實際上每個單元5的特征在于結(jié)構(gòu)易于生產(chǎn)，體積非常小。由于使用了壓電元件，如驅(qū)動裝置24，每個單元經(jīng)證明獨立的或與其它單元并行的控制容易。這個事實意味著可以使用相對較多數(shù)量的單元。用于驅(qū)動每個單元5的驅(qū)動裝置24的信號電壓相對較低，這也有利于大量使用單元。
前面對本發(fā)明優(yōu)選實施方案的描述是出于說明的目的而給出的。它不是詳盡的，或?qū)l(fā)明局限于提出的精確內(nèi)容，很顯然，在上述原理的教導(dǎo)下可以進行修改和變化。
實際上在這里提出的發(fā)明范圍之內(nèi)，可以為那些本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員提供很多的變化形式。
權(quán)利要求
1.一種電變壓器，包括-一個容納變壓器液的容器；-一個變壓器磁芯和繞組組件，基本上放置在所述的變壓器液中，并遠離所述的容器；-用于改變變壓器液容量的有源裝置，以減少電磁運行期間磁芯和繞組組件振動所產(chǎn)生的壓力波紋，該有源裝置放置在容器的變壓器液中；其特征在于，該有源裝置包括至少一個單元，每個單元包括-一個主體和一個波浪形表層，該表層有效地連接到主體，以得到一個能夠在里面保持低壓氣氛的密封容器；-驅(qū)動裝置，放置在密封容器之內(nèi)，并牢固地連接到波浪形表層。
2.如權(quán)利要求1中的電變壓器，其特征在于它包括一個放置在單元里面，有效連接到波浪形表層和所述主體的彈性裝置。
3.如權(quán)利要求1或2中的電變壓器，其特征在于該驅(qū)動裝置包括一個或多個壓電組元件。
4.如前面一個或多個權(quán)利要求中的電變壓器，其特征在于該驅(qū)動裝置連接到放置在容器之外的控制裝置。
5.如權(quán)利要求4中的電變壓器，其特征在于控制裝置被連接到檢測裝置，檢測裝置檢測電磁運行期間磁芯和繞組組件振動所產(chǎn)生的壓力波紋，并將該壓力波紋的振幅和頻率的信號指示傳輸?shù)娇刂蒲b置。
6.如權(quán)利要求5中的電變壓器，其特征在于該檢測裝置放置在變壓器的容器之內(nèi)。
7.如權(quán)利要求5中的電變壓器，其特征在于該檢測裝置放置在變壓器的容器之外。
8.如權(quán)利要求7中的電變壓器，其特征在于該檢測裝置包括一個或多個用于檢測由壓力波紋產(chǎn)生的容器振動的傳感器。
9.如權(quán)利要求6中的電變壓器，其特征在于該檢測裝置包括一個或多個壓力傳感器。
10.用于減少如前面一個或多個權(quán)利要求中的電變壓器在電磁運行期間磁芯和繞組組件振動所產(chǎn)生的壓力波紋的方法，其特征在于它包括下列步驟-檢測該電變壓器在電磁運行期間磁芯和繞組組件的振動所產(chǎn)生的壓力波紋；-將信號，壓力波紋振幅和頻率的指示傳輸?shù)娇刂蒲b置；-分析檢測裝置傳輸?shù)男盘?，傳輸用于?qū)動包含在每個單元中的驅(qū)動裝置的信號；-通過每個單元的波浪形表層的振動，產(chǎn)生振幅和頻率變化的變壓器液壓力波紋，以能夠調(diào)節(jié)變壓器液的容量。
11.一種有源設(shè)備，通過產(chǎn)生振幅和頻率變化的液體壓力波紋來調(diào)節(jié)放置該設(shè)備中的液體的容量，其特征在于它包括-一個主體和一個波浪形表層，該表層有效地連接到主體，以得到一個能夠在里面保持低壓氣氛的密封容器；-驅(qū)動裝置，放置在密封容器之內(nèi)，牢固地連接到波浪形的表層。
全文摘要
一種電變壓器,包括一個容納變壓器液的容器,一個放置在容器中的變壓器液之中并遠離容器的變壓器磁芯和繞組組件,和放置在容器中的變壓器液之中,用于改變該變壓器液的容量以減少電磁運行期間磁芯和繞組組件振動所產(chǎn)生的壓力波紋的有源裝置。該有源裝置包括至少一個單元,每個單元有一個主體,一個為形成一個保留低壓氣氛的密封容器而連接到該主體的波浪形表層,和放置在密封容器中,牢固連接到波浪形表層的驅(qū)動裝置。
文檔編號H01F27/33GK1352801SQ00805785
公開日2002年6月5日 申請日期2000年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月29日
發(fā)明者S·卡拉布洛, F·莫里科尼 申請人:Abbt&D技術(shù)有限公司