为了解决噪声问题，可以通过对校正油浸式电抗器油箱底座进行定时与定期的调整等措施来降噪，但这些降噪方法通常不能在隔离和降噪方面解决振动问题的根本原因。电抗器铁心的铁磁材料主要为硅钢板，硅钢的磁畴在外磁场作用下会向同一方向转动。硅钢板的形状和尺寸的外在表现是会发生纳米尺寸的缩短或伸长现象；这种现象被称为磁致伸缩。电抗器铁心因磁致伸缩引起的振动，其振动周期与施加激励的频率密切相关。由于铁心气隙较大，电磁力较大，因此由铁心振动引起的电磁力不容忽视。
来自尼赫鲁科技管理学院的Asif Momin等研究人员对来自电抗器的主要振动源铁心的振动问题进行了研究。为了降低电抗器振动噪声，保证电抗器和电力系统运行的安全可靠性，研究人员通过实验测量对铁心电抗器的铁心片叠层方向弹性模量进行了修正，同时考虑了硅钢片的机械参数结构异向性。在此基础上，进行了电抗器的仿真和实验验证，并提出了电抗器铁心振动性能的减振方案。研究人员构建了一个带有可拆卸铁心片的串联铁心电抗器模型，并测试了电抗器铁心的振动性能。采用惯性振动测量法，直接将仪器固定在被测物体上，通过传感器与被测物体一起振动，获得物体的绝对振动位移波形，进而得到其他振动参数。同时为了探讨改变铁心片间气隙长度对电抗器振动的影响，并通过模拟计算筛选，改进后的电抗器气隙排列为1mm、0.5mm、2mm、1mm、0.5mm和1mm，而未改进的电抗器保持1mm的均匀气隙排列。测试结果表明，改进后的电抗器整体振动加速度值略低于改进前的，最大点降低了8.051%。
图1 铁心模态实验中测试点和敲击点的分布：(a)物理绘图，(b)铁心测试点图
此外，还探讨了铁心硅钢片排列方式对电抗器振动的影响，通过模拟计算后，改进后的电抗器铁心硅钢片排列为50AW400、30Q120、50AW400、30Q120、50AW400，而对照组的电抗器铁心硅钢片排列为五片30Q120。测量结果表明，改进硅钢片排列方式后，电抗器的振动加速度平均降低了5.107%，虽然振动降低效果不如调整气隙排列方式明显，但两者并不冲突，可以综合应用。综合应用气隙长度和硅钢片排列方式后，重新测量了电抗器的振动参数，测量结果表明，通过综合改进方案，整体平均振动加速度降低了约11.60%，从而有效地降低了电抗器的振动。
图2 电抗器铁心模拟模型图
图3 硅钢板的磁致伸缩与磁通密度的拟合曲线：(a) 30Q120，(b) 50AW40
总的来说，研究人员的研究结果揭示了电抗器的磁致伸缩力和电磁力在不同方向上对振动的影响不同，尤其是两者共同作用时，电抗器铁心在z方向上的振动加速度幅值最大；在测量了不同铁心盘间气隙长度和电工钢片排列方式对电抗器振动加速度的影响中，发现经过综合改进后，电抗器的减振效果约为11.6%。这些发现为电抗器的减振降噪研究提供了重要的理论依据。
来源：《Analysis of the Vibration Characteristics and Vibration Reduction Methods of Iron Core Reactor》
