Producto para Reducción de Ruido y Vibraciones en Transformadores de Distribución Eléctrica --- Amortiguador Metálico Acústico

I. Análisis de la Fuente de Ruido del Transformador

• La deformación por magnetostricción de las chapas de acero al silicio del núcleo del transformador genera una excitación magnética periódica en el núcleo. Dado que la frecuencia de la red eléctrica en China es de 50 Hz, el período de excitación magnética de las chapas de acero al silicio es la mitad de la frecuencia de la red, es decir, la frecuencia de excitación es de 100 Hz y sus armónicos (generalmente el rango de 100 Hz a 500 Hz es el más significativo).

• Los campos magnéticos de dispersión entre las chapas de acero al silicio generan fuerzas magnéticas que agravan la vibración del núcleo.

• Excitación electromagnética generada por campos magnéticos de dispersión en los devanados del transformador y estructuras auxiliares.

• Efectos de resonancia en el propio transformador, como el núcleo, los devanados y la carcasa, que generan una excitación significativa.

• Excitación causada por el ventilador de refrigeración del transformador. Generalmente, el ruido de la refrigeración por aire es de media a alta frecuencia, y las frecuencias superiores a 1000 Hz son las que más afectan al valor global del ruido.

II. Medidas Actuales de Aislamiento de Vibraciones en Transformadores

• Aislamiento Interno:
  Optimizar el núcleo, los devanados y la estructura del transformador para evitar resonancias entre sistemas, reducir la amplitud de la fuente de vibración y disminuir las vibraciones.

• Aislamiento Externo:
  a. Instalar dispositivos externos de aislamiento acústico en el transformador para bloquear la transmisión de vibraciones por el aire.
  b. Optimizar el núcleo, los devanados y la estructura del transformador para evitar resonancias entre sistemas, reducir la amplitud de la fuente de vibración y disminuir las vibraciones.
  c. Añadir materiales acústicos aislantes en la sala de transformadores para bloquear la propagación.
  d. Añadir almohadillas aislantes de vibraciones en la base del transformador para atenuar las vibraciones y reducir el ruido.

III. Comparación de Soluciones Comunes en el Mercado Actual

1. Amortiguadores de Resorte:

   • Ventajas: La rigidez del resorte es casi lineal, con ventajas como alta capacidad de carga, baja frecuencia natural y durabilidad; además, posee características de alto aislamiento y baja transmisión.

   • Desventajas:
     a. La estabilidad inherente del resorte de acero es pobre y su coeficiente de amortiguamiento es bajo, lo que hace que el sistema de aislamiento sea propenso a resonancias, no siendo adecuado para amortiguación y aislamiento de impactos en entornos vibratorios complejos.
     b. El resorte de acero presenta el fenómeno de "transmisión de alta frecuencia". La fuente de vibración del transformador tiene una frecuencia fundamental de 100 Hz y sus armónicos, y el resorte no puede aislar efectivamente estas altas frecuencias (es decir, las vibraciones por encima de cierta frecuencia pueden transmitirse directamente a la base a través del resorte, haciendo que el aislamiento de vibraciones de alta frecuencia sea ineficaz; además, la frecuencia de las ondas sonoras a las que el oído humano es sensible es mucho mayor que la frecuencia de vibración general, por lo que el uso de resortes de acero para controlar vibraciones de alta frecuencia y ondas sonoras sólidas en el rango de audio no es apropiado).

1. Amortiguadores de Caucho:

   • Ventajas: El caucho es un material amortiguador viscoso, con un efecto notable en la atenuación de vibraciones.

   • Desventajas:
     a. Adaptabilidad ambiental relativamente pobre; los materiales de caucho tradicionales tienen desventajas como baja resistencia a altas y bajas temperaturas, tendencia al envejecimiento y elasticidad reducida bajo cargas grandes prolongadas, lo que dificulta garantizar el rendimiento y la confiabilidad del equipo.
     b. Las características de frecuencia de la rigidez del aislador de caucho son complejas, es decir, la rigidez dinámica varía con la frecuencia de excitación.
     c. La rigidez de los resortes de caucho varía significativamente entre individuos, generalmente con un error de rigidez del 10% al 20%, lo que no favorece el diseño de aislamiento de vibraciones del equipo.

IV. Solución con Amortiguador Metálico

• El amortiguador metálico es un nuevo tipo de aislador para reducción de vibraciones y ruido, fabricado con alambre metálico como materia prima, combinando las características del amortiguamiento metálico y del caucho. No se deteriora fácilmente y se utiliza ampliamente en aeronáutica y astronáutica, siendo una conversión de productos de grado militar. Hengfengyou Electric produce dos tipos principales de productos: el amortiguador metálico individual y el amortiguador en paralelo, que satisfacen diferentes requisitos de carga.

• Los amortiguadores de caucho metálico son adecuados para entornos con altas temperaturas, bajas temperaturas y medios corrosivos. Al cambiar parámetros físicos como el material, el diámetro y la densidad del alambre metálico, se pueden lograr diferentes rigideces, resistencia a la corrosión y rendimiento de amortiguamiento.

• El amortiguador metálico reemplaza completamente las soluciones tradicionales de resortes y caucho, mejorando significativamente la efectividad en la reducción de ruido y vibraciones, las condiciones de uso y la vida útil. Es actualmente la solución óptima entre productos similares en el mercado nacional.