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串聯(lián)電抗器具有限制短路電流和抑制諧波的作用，能夠保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。為防止鐵心飽和，產(chǎn)生更大的電感值，會(huì)在電抗器鐵心餅之間設(shè)置多段氣隙，鐵心氣隙兩端周期性變化的麥克斯韋電磁力使電抗器鐵心發(fā)生變形，產(chǎn)生振動(dòng)，這種振動(dòng)不僅造成噪聲污染，而且還會(huì)導(dǎo)致電抗器緊固件松動(dòng)，加速構(gòu)件老化，影響電抗器的使用壽命。因此，如何降低電抗器的振動(dòng)噪聲逐漸成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)。

電抗器的振動(dòng)及減振是電抗器制作和應(yīng)用過程中需要考慮的關(guān)鍵因素。目前，電抗器的減振措施主要集中在隔振與噪聲屏蔽等方面，但目前的這些減振方法多集中在被動(dòng)減振方面，無(wú)法從根源上減小電磁振動(dòng)。

河北工業(yè)大學(xué)的研究人員提出一種基于諧波注入的主動(dòng)減振方法，首先根據(jù)串聯(lián)電抗器的振動(dòng)加速度與其輸入功率變化率的正比例關(guān)系，提出通過增加諧波激勵(lì)來(lái)減小電抗器鐵心表面的振動(dòng)加速度，并通過遺傳算法計(jì)算出最優(yōu)的諧波注入量；然后建立串聯(lián)電抗器的電磁-機(jī)械耦合模型，用數(shù)值方法計(jì)算諧波注入前和諧波注入后電抗器鐵心的振動(dòng)加速度；最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了仿真分析的正確性。

圖1 串聯(lián)電抗器振動(dòng)實(shí)驗(yàn)

研究人員最后在論文中總結(jié)：

1）根據(jù)串聯(lián)電抗器的振動(dòng)加速度與其輸入功率變化率的正比例關(guān)系提出通過增加3次和5次諧波激勵(lì)來(lái)減小電抗器的輸入功率變化率，進(jìn)而減小電抗器鐵心的振動(dòng)加速度。并通過遺傳算法計(jì)算出最優(yōu)的諧波注入量為I3=0.028 7A，I5=0.186 4A。

2）建立串聯(lián)電抗器的電磁-機(jī)械耦合模型，用數(shù)值方法計(jì)算電抗器鐵心的振動(dòng)加速度。得出注入諧波后，在t =0.065s時(shí)刻，電抗器鐵心磁通密度略微減小，鐵心應(yīng)力集中分布在氣隙處、拐角處以及鐵心上表面，最大應(yīng)力減小，且電抗器的振動(dòng)加速度明顯減小，平均減振效果為12.90%。

3）搭建串聯(lián)電抗器振動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，得到注入諧波后電抗器的減振效果為12.75%，驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性，證明該方法對(duì)電抗器的減振降噪有很好的效果。

以上研究成果發(fā)表在2020年第16期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“基于諧波注入的串聯(lián)電抗器的減振研究”，作者為閆榮格、趙文月、陳俊杰、張曉杰。