vrgupВестник Ростовского государственного университета путей сообщенияVestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya0201-727XРостовский государственный университет путей сообщения10.46973/0201-727X_2023_2_110vrgup-49Research ArticleТРАНСПОРТНАЯ ЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERING ON TRANSPORTМетодология исследований источников вибрации и шума системы охлаждения силовых трансформаторовКостюковА. В.KostyukovA. V.

Костюков Александр Владимирович - кафедра «Теоретические основы электротехники», кандидат технических наук, доцент

Kostyukov Alexander Vladimirovich -Chair «Theoretical Foundations of Electrical Engineering», Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor

kav@rgups.ruВерескунВ. ДVereskunV. D.

Верескун Владимир Дмитриевич - кафедра «Теоретическая механика», доктор технических наук, профессор, ректор университета

Vereskun Vladimir Dmitrievich - «Theoretical Mechanics», Doctor of Engineering Sciences, Professor, Rector of the University

vvd@rgups.ruРостовский государственный университет путей сообщения (РГУПС)Rostov State Transport University (RSTU)20233006202302110123Copyright © Костюков А.В., Верескун В.Д., 20232023Костюков А.В., Верескун В.Д.Kostyukov A.V., Vereskun V.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.rgups.ru/jour/article/view/49

Работа силовых трансформаторов сопровождается вибрацией и шумом элементов конструкций силового трансформатора. В работе апробирована методика расчёта вибрации и шума вспомогательного оборудования системы охлаждения силового трансформатора. В качестве основного источника шума системы охлаждения силового трансформатора рассматривался асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором 4А100S4У3. Проведены различные варианты исследований вибрации и шума асинхронного двигателя при питании от источника промышленной частоты и преобразователя напряжения. Определены амплитуды пространственно-временных волн магнитной индукции, соответствующие модам пространственных колебаний статора и ротора, в процессе исследований были также рассчитаны амплитуды колебания (вибрации) статора и ротора, соответствующие модам пространственных колебаний. Даны рекомендации по снижению вибрации и шума системы охлаждения силовых трансформаторов.

The operation of power transformers is accompanied by vibration and noise of structural elements of a power transformer. In this paper, a method for calculating the vibration and noise of the auxiliary equipment of the cooling system for a power transformer was tested. An asynchronous motor with a squirrel-cage rotor 4A100S4U3 was considered as the main source of noise in the cooling system for the power transformer. Various options for studying the vibration and noise of an asynchronous motor when powered by an industrial frequency source and a voltage converter have been carried out. It is determined the amplitudes of spacetime wave of magnetic induction corresponding to the modes of spatial oscillations of the stator and rotor. In the research process, the amplitudes of oscillation (vibration) of the stator and rotor corresponding to the modes of spatial oscillations were also calculated. Recommendations are given to reduce vibration and noise of the cooling system of power transformers.

силовой трансформаторшум и вибрацияасинхронный двигательширотно-импульсная модуляциямагнитная системачастота модыроторстатормагнитное полепотокосцеплениеиндуктивностьэлектромагнитный моментpower transformernoise and vibrationasynchronous motorpulse width modulationmagnetic systemmode frequencyrotorstatormagnetic fieldflux couplinginductanceelectromagnetic momentReferencesКостюков, А. В. Экспериментальные исследования шума силовых трансформаторов / А. В. Костюков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2022. – № 2. – С. 695–699. – DOI: 10.24412/2071-6168-2022-2-695-699.Kostyukov A. V. Experimental studies of noise of power transformers / A. V. Kostyukov // Izvestiya Tula State University. Technical sciences. – 2022. – No. 2. – P. 695–699. – DOI: 10.24412/2071-6168-2022-2-695-69.Костюков, А. В. Безопасные условия эксплуатации электрооборудования энергетических хозяйств предприятий / А. В. Костюков // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2022. – № 4(88). – С. 144–151. – DOI: 10.46973/0201–727X_2022_4_144.Kostyukov, A. V. Safe conditions for the operation of electrical equipment of power utilities of enterprises // Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putey Soobshcheniya. – 2022. – No. 4(88). – P. 144–151. – DOI: 10.46973/0201–727X_2022_4_144.Асинхронные двигатели серии 4А : справочник / А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф, В. И. Афонин, Е. А. Соболенская. – Москва : Энергоиздат, 1982. – 504 с.Asynchronous motors of the 4A series : Handbook / A. E. Kravchik, M. M. Shlaf, V. I. Afonin, E. A. Sobolenskaya. – Moscow : Energoizdat, 1982. – 504 p.Norton, M. P. Fundamentals of noise and vibration analysis for engineers / M. P. Norton. – Cambridge, UK : Cambridge University Press. 1989. – DOI:.org/10.1017/CBO9781139163927.Norton, M. P. Fundamentals of noise and vibration analysis for engineers / M. P. Norton. – Cambridge, UK : Cambridge University Press. 1989. – DOI:.org/10.1017/CBO9781139163927.Meeker, D. Finite Element Method Magnetics. Version 4.2. User's Manual / D. Meeker. – 2018. – URL: https://pdfslide.net/documents/manual-femm42.html?page=1 (дата обращения: 10.06.2023).Meeker, D. Finite Element Method Magnetics. Version 4.2. User's Manual / D. Meeker. – 2018. – URL: https://pdfslide.net/documents/manualfemm-42.html?page=1 (date of access: 06/10/2023).Slemon, G. Modelling of induction machines for electric drives / G. R. Slemon // IEEE Transactions on Industry Applications. – 1988. – Vol. 25, No. 6. – P. 1126–1131. – DOI: 10.1109/28.44251.Slemon, G. Modelling of induction machines for electric drives / G. R. Slemon // IEEE Transactions on Industry Applications. – 1988. – Vol. 25, No. 6. – P. 1126–1131. – DOI: 10.1109/28.44251.Lipo, T. A. Introduction to AC Machine Design / T. A. Lipo // Wiley – IEEE Press, 2017. – 544 p. – ISBN 978-1-119-35218-1.Lipo, T. A. Introduction to AC Machine Design / T. A. Lipo // Wiley – IEEE Press, 2017. – 544 p. – ISBN 978-1-119-35218-1.Maliti, K. C. Modelling and analysis of magnetic noise in squirrel-cage induction motors : doctoral dissertation / K. C. Maliti. – Stockholm, 2000. – 209 p. – ISSN 1404-8248.Maliti, K. C. Modelling and analysis of magnetic noise in squirrel-cage induction motors : doctoral dissertation / K. C. Maliti. Stockholm, 2000. – 209 p. – ISSN 1404-8248.Доброскок, Н. С. Алгоритмические методы снижения шумов и вибраций в частотно-регулируемом асинхронном электроприводе : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Н. С. Доброскок ; СПбГЭТУ «ЛЭТИ». – Санкт-Петербург, 2014. – 162 с.Dobroskok, N. S. Algorithmic methods of noise and vibration reduction in a frequency-controlled asynchronous electric drive : dis. candidate of Technical Sciences / N. S. Dobroskok ; SPbSETU "LETI". – Saint-Petersburg, 2014. – 162 p.Шубов, И. Г. Шум и вибрация электрических машин / И. Г. Шубов. – Ленинград : Энергоатомиздат, 1986. – 208 с.Shubov, I. G. Noise and vibration of electric machines / I. G. Shubov. – Leningrad : Energoatomizdat, 1986. – 208 p.Исследование магнитной вибрации асинхронного электродвигателя посредством МКЭ-моделирования / А. И. Ермолаев, В. И. Ерофеев, А. С. Плехов, Д. Ю. Титов // Интеллектуальная электротехника. – 2021. – № 3(15). – С. 37–56. – DOI: 10.46960/2658-6754_2021_3_37.Investigation of magnetic vibration of an asynchronous electric motor by means of FEM modeling / A. I. Ermolaev, V. I. Erofeev, A. S. Plekhov, D. Yu. Titov // Intellectual electrical engineering. – 2021. – No. 3(15). – P. 37–56. – DOI: 10.46960/2658-6754_2021_3_37.Колпахчьян, П. Г. Определение параметров схемы замещения асинхронной электрической машины с массивным ротором / П. Г. Колпахчьян, М. С. Подберезная, Д. В. Ольховатов // Известия вузов. Электромеханика. – 2019. – Т. 62. – № 5. – С. 31–36. DOI: 10.17213/0136-3360-2019-5-31-36.Kolpakhchyan, P. G. Determination of parameters of the replacement circuit of an asynchronous electric bus with a massive rotor / P. G. Kolpakhchyan, M. S. Podbereznaya, D. V. Olkhovatov // Izvestiya vuzov. Electromechanics. – 2019. – T. 62. – No. 5. – P. 31–36. – DOI: 10.17213/0136-3360-2019-5-31-36.Копылов, И. П. Электрические машины / И. П. Копылов. – Москва : Энергоатомиздат, 1986. – 360 с. – ISBN 5-06-003841-6.Kopylov, I. P. Electric machines / I. P. Kopylov. – Moscow : Energoatomizdat, 1986. – 360 p. – ISBN 5-06-003841-6.Kramer, E. Dynamics of rotors and foundations / E. Kramer. – Berlin : Springer-Verlag, 1993. – DOI: 10.1007/978-3-662-02798-1.Kramer, E. Dynamics of rotors and foundations / E. Kramer. – Berlin : Springer-Verlag, 1993. – DOI: 10.1007/978-3-662-02798-1.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.