近幾年來，在住宅及公共場所已經(jīng)越來越多地使用大型變壓器，這就對大型變壓器及中小型變壓器的噪聲提出了一定的要求。變壓器的噪聲問題越來越多地受到人們的關(guān)注。如何降低變壓器噪聲已成為變壓器制造業(yè)急需解決的問題。 
    1  變壓器噪聲產(chǎn)生的原因 
    變壓器所發(fā)出的可聽見的噪聲是由鐵芯的磁致伸縮變形和繞組、油箱及磁屏蔽內(nèi)的電磁力所引起的。過去，一直認(rèn)為磁場誘發(fā)鐵芯疊片沿縱向振動所產(chǎn)生的噪聲是變壓器噪聲的主要成分。該振動的幅值與鐵芯疊片中的磁通密度及鐵芯材質(zhì)的磁性能有關(guān)，而與負(fù)載電流關(guān)系不大。 
    具體來說，變壓器噪聲共有三個聲源，一是鐵芯，二是繞組，三是冷卻器，即空載、負(fù)載和冷卻系統(tǒng)引起的噪聲之和。鐵芯產(chǎn)生噪聲的原因是構(gòu)成鐵芯的硅鋼片在交變磁場的作用下，會發(fā)生微小的變化即磁致伸縮，磁致伸縮使鐵芯隨勵磁頻率的變化做周期性振動。繞組產(chǎn)生振動的原因是電流在繞組中產(chǎn)生電磁力，漏磁場也能使結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生振動。電磁力(和振動幅值)與電流的平方成正比，而發(fā)射的聲功率與振動幅值的平方成正比。因此，發(fā)射的聲功率與負(fù)載電流有很明顯的關(guān)系。 
    2  影響變壓器噪聲的因素 
    2．1  影響空載噪聲的因素  
    鐵芯產(chǎn)生噪聲的原因主要是在交變磁場作用下，硅鋼片的尺寸會發(fā)生微小的變化。由于磁致伸縮的變化周期是電源頻率的半個周期，磁致伸縮引起的變壓器本體的振動，是以兩倍的電源頻率為基頻率的，所以硅鋼片的振動主要是由鐵磁材料的磁致伸縮特性引起的。 
磁致伸縮率大小與硅鋼片的材質(zhì)有關(guān)。磁致伸縮率越大，則噪聲就越大。當(dāng)磁場強(qiáng)度相同的情況下，材質(zhì)好的硅鋼片磁致伸縮也小，因此噪聲也小。 
    磁致伸縮率還與磁場強(qiáng)度有關(guān)，磁場越強(qiáng)，ε越大。 
    磁致伸縮率還與硅鋼片表面是否涂漆及退火有關(guān)，因?yàn)橥繉訉桎撈懈街?，可防止硅鋼片變形。在同樣磁場?qiáng)度下退火的硅鋼片比不退火的硅鋼片磁致伸縮要小很多，這是由于選擇退火工藝，可以成倍降低磁致伸縮。 
    變壓器空載噪聲除與本身材質(zhì)等有關(guān)外，還與接縫的情況有關(guān)。 
    2．2  影響空載噪聲的其它因素
    (1)鐵芯結(jié)構(gòu)的影響。噪聲與芯柱和鐵軛直徑、鐵芯窗高、鐵芯窗口寬度、鐵芯質(zhì)量有關(guān)。鐵芯質(zhì)量每降低1t，噪聲可降低1／3dB(A)值。鐵芯窗高與鐵芯直徑的比值每減小0.1，變壓器噪聲就要降低2—3dB。 
    (2)空載噪聲的頻率是以兩倍電源頻率為其基頻的。鐵芯中除了基頻磁通外，還有高頻磁通，所以空載噪聲頻率也存在二次以上的高頻頻波。當(dāng)鐵芯油箱的固有頻率與噪聲頻率接近時，將發(fā)生噪聲共振現(xiàn)象，使噪聲增大。因此，變壓器鐵芯和油箱的固有頻率要避開一些高頻頻波。 
    (3)為了防止鐵芯共振，在設(shè)計(jì)低噪聲變壓器時，還要考慮鐵芯的自振頻率。當(dāng)變壓器的額定頻率為50Hz時，鐵芯的自振頻率應(yīng)避開以下頻帶：75-125Hz，165-235Hz，275-325Hz，375-425Hz。如自振頻率避開共振頻帶，鐵芯將不會產(chǎn)生共振。 
    3  降低空載噪聲的辦法 
    3．1  減少振源噪聲 
    (1)采用磁致伸縮小的高導(dǎo)磁材料，如選30ZHl20硅鋼片可比選用其它材質(zhì)的硅鋼片噪聲降低噪聲4-5dB(A)。 
    (2)降低鐵芯磁密，可以降低噪聲。磁密每降低0.1T，可降低2-3dB(A)。噪聲但降低磁密后，鐵芯截面積、變壓器等值容量和造價(jià)都相應(yīng)增加，從成本上來說是不經(jīng)濟(jì)的。因此，降低磁密，不能超過標(biāo)準(zhǔn)磁密的10％。 
    (3)改善和縮小鐵芯接縫。鐵芯采用多級接縫。采用多級接縫鐵芯比兩級接縫空載噪聲小，可使噪聲降低4-5dB(A)。這是因?yàn)椴捎枚嗉?四級及以上)接縫后，在接縫處磁通分布較均勻，又使氣隙中的磁密大大降低，導(dǎo)致接縫處由磁吸力引起的噪聲減小的緣故。另外，減小接縫，可以降低振幅，同時減小變壓器的勵磁容量及勵磁電流，使聲功率大幅度降低，可降低空載噪聲4~5dB(A)。 
    (4)防止和減少硅鋼片在加工、生產(chǎn)過程中受到的機(jī)械撞擊，否則會使硅鋼片的磁致伸縮加大，從而增加鐵芯的噪聲。 
    (5)在鐵芯端面上涂環(huán)氧膠或聚酯膠，可增加鐵芯表面張力約束，也可以起到減少磁致伸縮量，降低噪聲的作用。 
    3．2  在吸收聲能減振方面降低噪聲 
    (1)鐵芯產(chǎn)生的噪聲有一部分是通過箱底和基礎(chǔ)傳出去的。如果在器身和油箱之間或在油箱和基礎(chǔ)之間加緩沖器，能使聲音通過緩沖器衰減。可在鐵芯墊腳處和磁屏蔽與箱壁之間放置防振膠墊，使鐵芯和磁屏蔽的振動傳到油箱時，由鋼性連接變?yōu)閺椥赃B接，從而達(dá)到減少振動，防止共振，降低噪聲的目的?？梢越档驮肼?-2dB(A)。 
    (2)在油箱加強(qiáng)鐵內(nèi)放隔聲材料，可以將油箱振動的能量吸收一部分，從而達(dá)到降低本體噪聲的目的，可以降低噪聲2-3dB(A)。 
    3．3  加隔音層降低噪聲 
    根據(jù)油箱結(jié)構(gòu)，分為組合式與高效式兩種。組合式為：可根據(jù)油箱外部結(jié)構(gòu)情況將隔音板做成若干件，鋼板內(nèi)放吸音材料。吸音材料有：巖棉、玻璃纖維等。隔音壁能把變壓器本體發(fā)射的部分噪聲反射回去；而且當(dāng)噪聲穿過隔聲壁時，也能被吸收一些，起到降低噪聲的作用。單件的隔音板用螺栓分別固定在油箱加強(qiáng)鐵上，采用這種隔音板可降低噪聲10-15dB。也可采用高效隔音板，放在兩個加強(qiáng)鐵之間，通過薄彈簧鋼板固定?？蛐胃郊又匚镉靡哉{(diào)整高效隔音板的振動特性，使它的振幅明顯低于加強(qiáng)鐵的振幅，從而有效地屏蔽住變壓器本體發(fā)出的噪聲，可降低噪聲l0-5dB(A)。 
    3．4  消聲法 
    采用消聲法降低噪聲。即在變壓器lm以內(nèi)放置若干個噪聲發(fā)聲器，使它們發(fā)出的噪聲與變壓器發(fā)出的噪聲互相抵消。它的原理是首先把變壓器的噪聲信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，然后放大激勵噪聲發(fā)聲器，使各噪聲發(fā)出來的噪聲，振幅相等，相位相反，使變壓器噪聲受到破壞性干擾，可降低噪聲15dB(A)左右。 
    3．5  其它方法 
    (1)在設(shè)計(jì)低空載噪聲變壓器時，盡量采用自冷式，這樣可去除風(fēng)扇和油泵的噪聲的疊加。當(dāng)容量難以滿足需要時，為了滿足大容量變壓器的散熱，盡量選用低噪聲的潛油泵和低轉(zhuǎn)數(shù)風(fēng)扇的冷卻器。采用低速風(fēng)扇，能使自冷變壓器的容量提高33％，噪聲達(dá)到69dB(A)。根據(jù)具體情況，也可采用雙速風(fēng)扇。在負(fù)荷較小時開動低速風(fēng)扇，噪聲可相應(yīng)的降低；在負(fù)荷較大時開動高速風(fēng)扇，能使自冷變壓器容量提高67％，但此時噪聲較大，達(dá)到75dB(A)。 
    (2)在室內(nèi)布置變壓器時，應(yīng)考慮由噪聲在墻面反射時可能導(dǎo)致噪聲的增加。該增值是變壓器表面積與變壓器室表面積之比的函數(shù)，并與墻面和天花板的吸聲系數(shù)有關(guān)。采用礦渣棉或類似的材料對墻面涂覆處理，可增加吸聲系數(shù)，使噪聲明顯降低。