基于磁流变阻尼器的变压器自适应减振系统及多模态协同控制方法技术方案

基于磁流变阻尼器的变压器自适应减振系统及多模态协同控制方法，用于解决现有技术存在的低频振动抑制不足、环境耐受性差的问题。减振系统包括传感器模块、控制单元、执行机构和能量回收模块；传感器模块实时监测变压器铁芯与绕组的振动信号；控制单元将振动信号实时转化为磁场强度调节指令，通过主动补偿扰动和动态优化参数，使阻尼力精准匹配目标需求；执行机构包括双通道磁流变阻尼器，能量回收模块包括摩擦纳米发电机TENG和超级电容，TENG输出电压经DC‑DC转换后存储于超级电容，实现能量闭环利用。本发明专利技术通过分频段振动抑制、环境自适应设计与自供电技术，解决了传统减振装置低频抑制不足、易腐蚀、高能耗的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变压器减振，具体地说是一种基于磁流变阻尼器的变压器自适应减振系统及多模态协同控制方法。

技术介绍

1、传统变压器减振装置存在以下技术瓶颈：（1）低频振动抑制不足：变压器电磁振动主频集中于50hz -200hz，传统被动隔振器，如橡胶垫、弹簧隔振器因固有频率固定，无法动态适配不同工况下的振动特性。研究表明，橡胶垫在100hz以上频段的隔振效率下降超过40%。（2）环境适应性差：海上升压站等场景的高湿度和盐雾环境易导致金属部件腐蚀和密封失效。例如，某沿海变电站弹簧隔振器因锈蚀导致刚度下降30%，引发共振问题。（3）能耗高：现有主动减振系统依赖外部电源供电，长期运行成本高昂。以某500kv换流站为例，主动减振系统年耗电量达1.2万kwh，占总运维成本的15%。

2、针对上述问题，亟需一种集自适应减振、环境耐受性优化与能量自供给于一体的智能减振系统。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于磁流变阻尼器的变压器自适应减振系统及多模态协同控制方法，用于解决现有变压器减振系统存在的低频本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于磁流变阻尼器的变压器自适应减振系统，其特征在于，包括传感器模块、控制单元、执行机构和能量回收模块；所述传感器模块用于实时监测变压器铁芯与绕组的振动加速度和应变；所述控制单元将振动加速度信号实时转化为磁场强度调节指令，通过主动补偿扰动和动态优化参数，使阻尼力精准匹配目标需求；所述执行机构包括双通道磁流变阻尼器，主通道进行低频抑制，辅通道进行高频抑制；所述能量回收模块包括摩擦纳米发电机TENG和超级电容，摩擦纳米发电机TENG嵌入阻尼器活塞杆，采用多层摩擦电结构PTFE-Cu复合膜，摩擦纳米发电机TENG输出电压经DC-DC转换后存储于超级电容，实现能量闭环利用。

2.根...

【技术特征摘要】

1.基于磁流变阻尼器的变压器自适应减振系统，其特征在于，包括传感器模块、控制单元、执行机构和能量回收模块；所述传感器模块用于实时监测变压器铁芯与绕组的振动加速度和应变；所述控制单元将振动加速度信号实时转化为磁场强度调节指令，通过主动补偿扰动和动态优化参数，使阻尼力精准匹配目标需求；所述执行机构包括双通道磁流变阻尼器，主通道进行低频抑制，辅通道进行高频抑制；所述能量回收模块包括摩擦纳米发电机teng和超级电容，摩擦纳米发电机teng嵌入阻尼器活塞杆，采用多层摩擦电结构ptfe-cu复合膜，摩擦纳米发电机teng输出电压经dc-dc转换后存储于超级电容，实现能量闭环利用。

2.根据权利要求1所述的基于磁流变阻尼器的变压器自适应减振系统，其特征在于，传感器模块包括加速度传感器和光纤光栅应变传感器。

3.根据权利要求2所述的基于磁流变阻尼器的变压器自适应减振系统，其特征在于，所述控制单元包括跟踪微分器td、扩张状态观测器eso和非线性反馈nlsef。

4.根据权利要求3所述的基于磁流变阻尼器的变压器自适应减振系统，其特征在于，主通道采用螺旋流道设计，螺旋流道直径8mm，雷诺数re<2000，压降δp≤0.2mpa。

5.根据权利要求4所述的基于磁流变阻尼器的变压器自适应减振系统，其特征在于，辅通道的旋转阀开度为0-90°，通过旋转阀调节液流湍流强度，抑制200hz以上振动。

6.根据权利要求5所述的基于磁流变阻尼器的变压器自适应减振系统，其特征在于，所述跟踪微分器td生成光滑的目标信号v1(t)及其微分v2(t)，跟踪微分器的算法公式为：（1）；其中，v1(k)和v2(k)为跟踪微分器的状态变量；h为控制步长；fhan为最速控制综合函数，用于生成控制信号；ftarget为目标振动信号；r和h0为控制参数。

7.根据权利要求6所述的基于磁流变阻尼器的变压器自适应减振系统，其特征在于，所述扩张状态观测器eso将系统总扰动，包括外部振动干扰、磁流变液的非线性特性、阻尼器参数的时变性，扩展为系统的第三状态变量z3(...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵珠玉，侯骏，王智杰，殷守斌，郭奇军，王震，牛硕丰，彭顺，杜银景，李鹏，陈晓东，郭金建，张曙光，谷栋，孙佳阳，边睿喆，刘函铭，张炎萌，李鑫，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司菏泽供电公司，
类型：发明
国别省市：