[發明專利]一種大電流封閉母線橋的振動及噪聲抑制方法

有效

• 申請號: 201711057815.3
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107729677B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 屠振宇;雷云飛;譚明甜;侯贊;彭佳;羅凌;王猛;王彪;左煜;董凱;劉旭輝
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力公司;國網湖南省電力公司檢修公司;國家電網公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/10
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

1.一種大電流封閉母線橋的振動及噪聲抑制方法，其特征在于實施步驟包括：

1)建立母線橋系統的實體三維模型，將所述實體三維模型導入有限元軟件中進行網格劃分以及材料屬性定義建立母線橋系統的有限元模型；

2)針對母線橋系統的有限元模型，建立阻尼線彈性結構振動保守系統的自由振動方程，將母線橋箱體底部以及母線導體底部節點的所有自由度約束，求解母線橋系統的指定的前N階的固有頻率及模態振型，生成前N階的母線橋系統振型圖，并通過調整激勵頻率模擬生成引起母線橋系統的有限元模型共振的母線橋系統振型圖，根據母線橋系統振型圖中的結構變形程度確定母線橋系統的噪聲及振動易發位置；建立的阻尼線彈性結構振動保守系統的自由振動方程如式(1)所示；

式(1)中，K為母線橋系統的剛度矩陣，M為母線橋系統的質量矩陣，{x(t)}為偏移原來平衡位置的廣義位移矢量，為偏移原來平衡位置的廣義位移矢量的二階導數；

3)針對母線橋系統的有限元模型，忽略空間電荷和位移電流的影響，并假定媒質的磁導率為線性，在母線橋系統的遠場單元外邊界設置為0，分別對進出電流的母線導體兩端和箱體橋墩兩端施加電壓耦合和約束條件，指定母線導體和箱體橋墩兩端分別為等電位面，對母線加載正序電流，分別計算母線加載正序電流時母線橋系統中母線導體和箱體壁中的渦流，得到不同正序電流大小下母線橋系統中的母線橋箱體電磁力分布信息，根據母線橋箱體電磁力分布信息獲取母線橋箱體的不同節點的所受電磁力數據并導入諧響應分析軟件中得到母線橋箱體的不同節點的節點位移響應曲線，根據節點位移響應曲線中產生振動的劇烈程度確定母線橋系統箱體因母線電流產生電磁力噪聲及振動的易發位置；

4)對母線橋系統的噪聲易發位置、母線橋系統箱體因母線電流產生電磁力噪聲的易發位置、母線橋系統箱體的各個節點因母線電流產生電磁力噪聲的強度分布信息來調整優化母線橋系統的部件參數、結構、安裝方式中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的大電流封閉母線橋的振動及噪聲抑制方法，其特征在于，步驟2)中求解母線橋系統的指定的前N階的固有頻率及模態向量的步驟包括：

2.1)根據微分方程理論確定阻尼線彈性結構振動保守系統的自由振動方程的解的函數表達式形式如式(2)所示；

式(2)中，{x(t)}為偏移原來平衡位置的廣義位移矢量，ω為模態的固有頻率，t為時間，為模態向量；

2.2)將式(2)代入微分方程理論確定阻尼線彈性結構振動保守系統的自由振動方程，并求解式(3)和式(4)分別得到母線橋系統的指定的前N階的固有頻率及模態向量；

|K-ω²M|＝0 (4)

式(3)～(4)中，K為母線橋系統的剛度矩陣，ω為模態的固有頻率，M為母線橋系統的質量矩陣，為模態向量，t為時間。

3.根據權利要求2所述的大電流封閉母線橋的振動及噪聲抑制方法，其特征在于，步驟2.2)中前N階的固有頻率及模態向量具體是指前20階的固有頻率及模態向量。