河北工業大學科研人員提出抑制電抗器振動的新方法，減振效果好

減振降噪是電抗器在製作和應用過程中需要考慮的重要因素，但目前的減振方法多集中在被動減振方面，無法從根源上減小電磁振動。省部共建電工裝備可靠性與智能化國家重點實驗室（河北工業大學）、河北省電磁場與電器可靠性重點實驗室（河北工業大學） 的研究人員閆榮格、趙文月、陳俊傑、張曉傑，在2020年第16期《電工技術學報》上撰文，針對串聯電抗器提出一種基於諧波注入的主動減振方法，仿真與實驗證明該方法對電抗器有很好的減振效果。

串聯電抗器具有限制短路電流和抑制諧波的作用，能夠保證電力系統安全穩定的運行。為防止鐵心飽和，產生更大的電感值，會在電抗器鐵心餅之間設置多段氣隙，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生變形，產生振動，這種振動不僅造成噪聲汙染，而且還會導致電抗器緊固件鬆動，加速構件老化，影響電抗器的使用壽命。因此，如何降低電抗器的振動噪聲逐漸成為國內外學者研究的重點。

電抗器的振動及減振是電抗器製作和應用過程中需要考慮的關鍵因素。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減振方面，無法從根源上減小電磁振動。

河北工業大學的研究人員提出一種基於諧波注入的主動減振方法，首先根據串聯電抗器的振動加速度與其輸入功率變化率的正比例關係，提出通過增加諧波激勵來減小電抗器鐵心表面的振動加速度，並通過遺傳算法計算出最優的諧波注入量；然後建立串聯電抗器的電磁-機械耦合模型，用數值方法計算諧波注入前和諧波注入後電抗器鐵心的振動加速度；最後通過實驗驗證了仿真分析的正確性。

圖1 串聯電抗器振動實驗

研究人員最後在論文中總結：

1）根據串聯電抗器的振動加速度與其輸入功率變化率的正比例關係提出通過增加3次和5次諧波激勵來減小電抗器的輸入功率變化率，進而減小電抗器鐵心的振動加速度。並通過遺傳算法計算出最優的諧波注入量為I3=0.028 7A，I5=0.186 4A。

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

3）搭建串聯電抗器振動實驗平臺，得到注入諧波後電抗器的減振效果為12.75%，驗證了仿真結果的正確性，證明該方法對電抗器的減振降噪有很好的效果。

以上研究成果發表在2020年第16期《電工技術學報》，論文標題為「基於諧波注入的串聯電抗器的減振研究」，作者為閆榮格、趙文月、陳俊傑、張曉傑。