一種電力變壓器噪聲有源控制系統的制作方法

本發明專利涉及一種噪聲控制系統，更加具體的說是一種電力變壓器噪聲有源控制系統。

背景技術：

隨著社會發展和生活水平的提高，噪聲污染對人們的影響逐漸增強，尤其是電力變壓器轄射的低頻噪聲；而且由于城市化的加速，郊區的變電站逐漸進入居民區及鬧市中，變壓器的低頻噪聲成為變電站周邊居民投訴的主要對象；因此，如何有效降低變壓器噪聲成為相關部門重點關注的問題；目前，降噪技術包括無源降噪技術及有源降噪技術；無源降噪技術能有效地控制中高頻噪聲，但要對低頻噪聲的控制取得較好的效果，就要增加吸聲材料的厚度或者隔件的重量而這樣會增大實際裝置的體積，從而導致電力變壓器散熱困難的問題，因此，僅使用無源降噪技術來控制電力變壓器的低頻噪聲是不可取的。于是，有源降噪的思想就應運而生，并且不斷引起了研究者的關注；有源降噪技術與傳統的無源降噪技術相比，主要優點為適合控制中低頻噪聲、控制系統實時性強、重量輕、體積小等，能依據被控噪聲的特性，針對性地設計和修正控制系統特性，噪聲控制的目標更明確，該系統的工程應用價值較高；隨著數字信號處理器技術的快速發展，芯片性價比的提高，促使基于的數字濾波技術廣泛使用到各種降噪技術中。

技術實現要素：

本發明專利克服了現有技術的不足，提供了一種電力變壓器噪聲有源控制系統；可以控制所述變壓器噪聲嚴重影響周圍人民生活的問題，控制低頻噪聲具有相當顯著的效果，同時所述一種電力變壓器噪聲有源控制系統具有實時性強、重量輕、體積小等比較具有優勢的條件；所述系統運用數字信號處理技術提高處理相關問題的精確性。

本發明專利解決的技術方案是：本發明專利提供了一種電力變壓器噪聲有源控制系統，本文設計的電力變壓器低頻噪聲自適應控制系統由以下幾部分組成：初級聲源及次級聲源、聲壓傳感器、以TMS320F28335為核心的自適應控制器、信號分析儀和其他設備。本發明專利采集電力變壓器的噪聲，形成初級聲源；通過信號分析儀進行分析，在經過相關分析后，進行相關的轉換；通過控制器TMS320F28335控制相關的轉換器，轉換器控制次級揚聲器發出的聲波，使得該聲波抵消距離初級聲源中心3m處靜音區的噪聲；聲壓傳感器放置在靜音區指定的位置，當檢測到此處的聲壓變化時，就向智能控制器發送最新的聲壓值，智能控制器根據此時系統的輸入和輸出情況，及時做出分析，調整次級聲源幅值和相位，以此來降低靜音區指定位置的噪聲。

本發明專利結構簡單，新穎獨特，所述一種電力變壓器噪聲有源控制系統操作方便，在進行相關操作時，可最大限度的節省相關資源，將電力變壓器噪聲影響控制到最低水平。

附圖說明

圖1是本發明專利的系統結構示意圖。

圖2是本發明專利的降噪實驗數據。

圖3是本發明專利的降噪實驗數據。

圖4是本發明專利的不同初、次級聲源距離的實驗數據。

圖中：1、初級聲源及次級聲源。2、聲壓傳感器。3、以TMS320F28335為核心的自適應控制器。4、信號分析儀和其他設備。

具體實施方式

下面應用具體實例對本發明專利進行一般說明。

實施例：本發明專利提供了一種電力變壓器噪聲有源控制系統，初級聲源和次級聲源，本發明研究的噪聲為電力變壓器的低頻噪聲，為了更好地模擬電力變壓器的噪聲，本系統選用揚聲器來產生初、次級聲源，所以，揚聲器必須具有良好的低頻響應特性。揚聲器在低頻范圍內不能產生明顯失真的現象。鑒于以上考慮，系統選用惠威S6.5低頻揚聲器。惠威S6.5低頻揚聲器在100到1000Hz這段低頻范圍內頻響曲線比較平直，放聲特性較好。其額定功率是60W，最大功率是12W，能夠達到揚聲器的最大功率必須是額定功率2到3倍的要求。

聲壓計、采集及誤差傳感器和穩壓電源，本系統采用AWA14425予極化測試電容傳聲器和ZH1/AWA14604型前置放大器來構建采集傳感器和誤差傳感器。AWA14425傳聲器無指向性，在中低頻段的頻率響應不均勻度比較小，靈敏度為40mv/Pa, 適合自由聲場的測量。AWA14604型前置放大器的供電方式是恒流源的形式，頻率范圍(Hz):10-100000; 測量范圍(dB):20-130;增益（dB）：-0.3；輸入阻抗：大于10G歐姆；其主要特點是低噪聲、低輸出阻抗、高輸入阻抗等，它的電源線和信號線是相同的，采用BNC插頭輸出，不需多芯LEMO插頭座或插頭座，只需采用單芯屏蔽BNC插頭連線，便于與普通測量儀器的BNC插座端連接。AWA14604型前置放大器與AWA14425傳聲器配合，實現阻抗變換和前置放大。在前置放大器與測量儀器間用100m長同軸電纜線連接，配合AWA14425傳聲器，構建采集傳感器和誤差傳感器。本文采用的穩壓電源，提供+24的直流電壓，與的3000歐姆電阻串聯構成恒流源，給前置放大器供電。

自適應控制器是以TMS320F28335為核心的數字控制系統；信號分析儀，采用hantek DSO3064,其主要功能：具有4個通道，支持EXT觸發，60MHz帶寬；實時采樣率為200MS/s、每個通道記憶深度為10K-16M; 具有頻率計數器和頻譜分析的功能。

信號發生器和功率放大器, 信號發生器選用CALTEK CA1640P-02, 提供近似電力變壓器噪聲的100Hz正弦信號。功率放大器選用Model AWA5870B，用來驅動初、次級揚聲器，以便模擬初級聲源和次級聲源。

管道中的降噪。

初級聲源置于管道的右側管口處，次級聲源置于距離初級聲源2.55m處，誤差傳聲器置于管道的左側。以電力變壓器為例研究電力變壓器的噪聲有源控制，并通過100Hz的正弦信號來模擬電力變壓器噪聲，在此情況下，通過實時控制實驗，分析所研發系統的可行性及對電力變壓器低頻噪聲的控制效果。通過粒子群優化算法得到最優布放方案：次級聲源和誤差傳感器均放置在水平，得到最佳降噪量為12.39dB。按優化得到的最優角度0°放置次級聲源和誤差傳感器。按優化結果布放初次級聲源得到的最大降噪量為12.7dB，和仿真結果12.93dB基本符合，驗證了優化布放算法的正確性；初級聲源固定后，次級聲源的幅度大小對降噪效果有明顯的影響；次級聲源的位置對降噪效果影響明顯，通過調節次級聲源的位置，當次級聲源的位置取得最佳時，可以達到降低檢測點噪聲的目的，見圖二。

自由空間中的有源降噪。

以電力變壓器為例研究電力變壓器的噪聲有源控制，并通過100Hz的正弦信號模擬電力變壓器噪聲，在此情況下，通過實時控制實驗，分析所研發系統的可行性及對電力變壓器低頻噪聲的控制效果；改變初、次級聲源距離，如圖三，改變次級聲源相位及其幅值，在自由空間中，將初級聲源、次級聲源和誤差傳聲器置于同一中心軸線上，將誤差傳聲器置于距離初級聲源3m處，將次級聲源與初級聲源的距離調整為22.5cm, 將信號施加給功率放大器驅動次級聲源；實驗數據如圖四。將次級聲源與初級聲源的距離調整為100cm，信號施加給功率放大器驅動次級聲源，檢測檢測點數據；將次級聲源與初級聲源的距離調整為150cm, 信號施加給功率放大器驅動次級聲源，檢測檢測點數據；將次級聲源與初級聲源的距離調整為200cm, 信號施加給功率放大器驅動次級聲源，檢測檢測點數據；改變次級聲源到初級聲源的距離，對檢測點噪聲有明顯的影響；初級聲源固定后，調節次級聲源的幅值大小，當次級聲源的位置取得最佳時，可以達到降低檢測點噪聲的目的。

以上所述，僅為此發明專利中的具體實施方式，但本發明專利的保護范圍并不局限于此，在實際的生產過程中，可以根據用戶和市場的需求進行不同的改進；如果改進僅僅是形狀上的簡單改變，而實際的功能和此案例是相同的，都是屬于本質上并沒有什么區別的改進方案，也就是說，凡是僅僅改變結構和形狀的技術方案，均屬于本發明專利的保護范圍。