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考虑材料磁致伸缩特性的铁芯电抗器振动特性分析及分层优化策略
1
作者 袁发庭 张仁杰 +3 位作者 颜智威 胡琛 唐波 丁璨 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1464-1475,I0018,共13页
为了有效降低铁芯电抗器的振动,提出了一种考虑材料磁致伸缩特性的铁芯电抗器振动优化方法。首先,基于经典J-A模型和二次畴转理论,建立考虑应力的磁致伸缩改进模型,并采用粒子群优化-模拟退火(particle swarmoptimization-simulatedanne... 为了有效降低铁芯电抗器的振动,提出了一种考虑材料磁致伸缩特性的铁芯电抗器振动优化方法。首先,基于经典J-A模型和二次畴转理论,建立考虑应力的磁致伸缩改进模型,并采用粒子群优化-模拟退火(particle swarmoptimization-simulatedannealing,PSO-SA)算法对改进模型特征参数进行辨识,辨识后的均方根误差不超过3.5,验证了其准确性;然后,建立铁芯电抗器电磁场-结构力场仿真模型,计算得到铁芯电抗器磁场和振动分布;基于多物理场计算和拉丁超立方抽样试验方法,结合灵敏度分析技术,获得各参数对振动的影响规律,并对优化目标和变量进行分层;最后,采用响应面法(response surface methodology, RSM)法和Kriging法对铁芯电抗器的参数进行优化设计,获得不同方法下的铁芯电抗器最佳结构参数。研究结果表明:相比于初始参数,采用RSM和Kriging优化方法下铁芯最大振动位移分别降低了13.93%和24.64%;且损耗和金属导体用量也明显减小。因此,在保证铁芯电抗器性能参数满足要求的前提下,采用Kriging优化方法能够显著降低铁芯电抗器的振动位移,为铁芯电抗器的减振优化提供重要的指导意义。 展开更多
关键词 铁芯电抗器 磁致伸缩模型 RSM模型 KRIGING模型 分层优化设计 振动优化
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干式铁芯电抗器振动特性数值模拟及试验研究 被引量：3
2
作者 廖才波 黎凯 +3 位作者 邱志斌 胡雄 李童宏飞 陈则宇 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期962-973,I0002,共13页
振动是影响干式铁芯电抗器运行状态的关键因素之一。在考虑铁芯夹件、垫块等结构件的影响下,采用有限元法实现了10 kV干式铁芯电抗器的3维瞬态电磁-结构多物理场仿真分析,研究了电抗器在磁致伸缩力、麦克斯韦力与洛伦兹力3者共同作用下... 振动是影响干式铁芯电抗器运行状态的关键因素之一。在考虑铁芯夹件、垫块等结构件的影响下,采用有限元法实现了10 kV干式铁芯电抗器的3维瞬态电磁-结构多物理场仿真分析,研究了电抗器在磁致伸缩力、麦克斯韦力与洛伦兹力3者共同作用下的振动位移及速度分布特性。仿真结果表明,正常运行状态下,干式铁芯电抗器铁芯夹件的振动位移及速度显著大于其他部位,尤其是用于固定绕组的穿心螺杆。其次,结合干式铁芯电抗器模态仿真分析,获得了其模态特性及固有频率,并进一步分析了其振动机理。最后,采用多普勒激光测振仪测量了某10 kV干式铁芯电抗器的振动特性。试验结果表明,干式铁芯电抗器的振动频率以100 Hz及其倍频为主,其中300 Hz的振动响应最显著,其与其固有频率较接近,存在一定的共振风险。同时,试验结果与仿真结果一致性较好,验证了该文所述仿真分析方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 干式铁芯电抗器 多物理场仿真 磁致伸缩效应 振动速度 固有频率 振动测量
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铁芯电抗器直流偏磁对PAPF滤波性能的影响研究 被引量：6
3
作者 陈俊 刘振兴 +1 位作者 刘威葳 何彪 《电测与仪表》 北大核心 2011年第3期44-49,共6页
实验发现,使用铁芯电抗器的三相四线制并联型有源电力滤波器(Parallel Active Power Filter,PAPF)投入后系统电流偶次谐波增幅明显,以2次谐波增幅最大。本文对此现象进行了详细的理论分析,并在MATLAB环境下进行了有无直流偏磁情况下的... 实验发现,使用铁芯电抗器的三相四线制并联型有源电力滤波器(Parallel Active Power Filter,PAPF)投入后系统电流偶次谐波增幅明显,以2次谐波增幅最大。本文对此现象进行了详细的理论分析,并在MATLAB环境下进行了有无直流偏磁情况下的仿真。仿真和实验结果表明,铁芯电抗器直流偏磁是产生偶次谐波的主因,进而影响到PAPF的滤波性能。该结论对PAPF的实际工程应用设计具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 有源滤波器 输出滤波器 偶次谐波 直流偏磁/铁芯电抗器
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基于电磁-结构力场耦合的铁芯电抗器振动特性分析及优化方法 被引量：12
4
作者 袁发庭 陈步康 +2 位作者 陈炜 唐波 姬睿氢 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2374-2384,共11页
建立准确的材料磁致伸缩模型是分析铁芯电抗器振动特性的关键。为准确建立硅钢片磁致伸缩模型,基于经典Jiles-Atherton(J-A)磁滞模型和二次畴转模型建立了铁芯材料磁致伸缩模型,提出了基于改进粒子群算法(particle swarm optimization,P... 建立准确的材料磁致伸缩模型是分析铁芯电抗器振动特性的关键。为准确建立硅钢片磁致伸缩模型,基于经典Jiles-Atherton(J-A)磁滞模型和二次畴转模型建立了铁芯材料磁致伸缩模型,提出了基于改进粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)与归一化的阻尼最小二乘算法(Levenberg-Marquardt,LM)的混合优化算法,结合实验测量结果,该算法能够准确和快速辨识模型中的5个特征参数。根据软磁材料模型特征参数,构建了考虑磁致伸缩特性的三相干式铁芯电抗器几何模型,分析了铁芯电抗器铁芯振动位移分布。利用中心组合试验设计与有限元仿真相结合的方法,获得了不同气隙结构参数下电抗器的振动位移仿真结果,并建立了能够准确预测铁芯振动位移的正交多项式模型。以电抗器铁芯振动位移最小作为目标函数,在保证电感值基本不变的情况下获得了铁芯最佳气隙长度。优化结果表明,在最佳气隙结构参数下电抗器振动位移减少了10%,电感值变化仅为0.051%,优化方法对于降低铁芯电抗器的振动具有重要的参考意义。 展开更多
关键词 铁芯电抗器 电磁-结构力场耦合 气隙结构 铁芯振动 正交多项式模型 振动位移
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考虑硅钢片磁致伸缩特性的干式铁芯电抗器铁芯振动分析及优化 被引量：10
5
作者 袁发庭 姬睿氢 +3 位作者 吕凯 刘健犇 陈步康 唐波 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1486-1494,共9页
铁芯电抗器振动的主要原因包括铁芯的麦克斯韦力及硅钢片的磁致伸缩效应。为了准确地建立硅钢片磁致伸缩模型,基于Jiles-Atherton磁滞模型,并根据软磁材料的二次畴转模型理论,建立铁磁材料磁致伸缩模型,采用自适应模拟退火(adaptive sim... 铁芯电抗器振动的主要原因包括铁芯的麦克斯韦力及硅钢片的磁致伸缩效应。为了准确地建立硅钢片磁致伸缩模型,基于Jiles-Atherton磁滞模型,并根据软磁材料的二次畴转模型理论,建立铁磁材料磁致伸缩模型,采用自适应模拟退火(adaptive simulated annealing,ASA)算法提取模型中的多个参数。在确定磁致伸缩模型有效性的基础上,利用多物理场仿真软件构建考虑磁致伸缩模型的干式铁芯电抗器振动计算模型,分析铁芯电抗器铁芯的振动分布特点,结合拉丁超立方抽样实验方法与Kriging模型建立能够准确预测铁芯振动位移的优化模型,在均衡铁芯电抗器电磁及振动特性的情况下使得铁芯上的金属导体用量最小化,获得电抗器铁芯的最佳结构。并对比分析优化前后电抗器模型的特性,优化数据显示,电抗器铁芯部分的金属导体用量相较于优化前降低9.21%,且此时的电感仅改变了0.31%,同时优化后铁芯振动减少18.18%,满足电抗器电磁及振动要求。 展开更多
关键词 Jiles-Atherton磁滞模型 磁致伸缩模型 KRIGING模型 自适应模拟退火算法 铁芯电抗器 优化设计
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干式铁芯电抗器设备振动控制措施研究 被引量：6
6
作者 伍文科 杜林林 +2 位作者 秦敬伟 祖晓臣 王菲 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2022年第2期214-218,246,共6页
针对布置在楼上且集中布置的干式铁芯电抗器正常运行时对结构楼板及设备自身的振动影响问题,采用数值模拟结合现场实测的方法,分别研究采取结构性措施和主动隔振的实际减振效率。具体研究过程为:采用大质量法进行振动输入以确定电抗器... 针对布置在楼上且集中布置的干式铁芯电抗器正常运行时对结构楼板及设备自身的振动影响问题,采用数值模拟结合现场实测的方法,分别研究采取结构性措施和主动隔振的实际减振效率。具体研究过程为:采用大质量法进行振动输入以确定电抗器振动荷载,并使用实测数据进行验证,将数值模拟结果和测试结果校核对比后,确认数值模型及振动荷载输入具有很好的准确性和适用性。然后将该模型应用于实际工程项目,研究加厚楼板、增加隔墙和立柱、加密次梁等结构性振动控制措施及采用钢质弹簧进行主动隔振的实际减振效率。分析结果表明,钢质弹簧隔振装置的实际减振效率最好,增加隔墙和立柱、加密次梁也具有较好的减振效率,加厚楼板的减振效率一般,在此基础上结合实际工程经验给类似工程项目提出了相应的设计建议。 展开更多
关键词 振动与波 干式铁芯电抗器 大质量法 结构措施 钢质弹簧隔振装置 减振效率
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电抗器铁芯振动噪声的多场耦合分析方法 被引量：18
7
作者 刘骥 张明泽 +2 位作者 李凯 赵东旭 黄玲 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期17-25,共9页
针对电抗器铁芯磁致伸缩导致的振动噪声问题,提出在瞬态电磁场方程和结构力场方程及声场方程的基础上建立物理模型。从多物理场耦合的角度,对一台三相串联铁芯电抗器的磁场分布、铁芯磁致伸缩位移、铁饼间的麦克斯韦力、应力和声压级进... 针对电抗器铁芯磁致伸缩导致的振动噪声问题,提出在瞬态电磁场方程和结构力场方程及声场方程的基础上建立物理模型。从多物理场耦合的角度,对一台三相串联铁芯电抗器的磁场分布、铁芯磁致伸缩位移、铁饼间的麦克斯韦力、应力和声压级进行计算。对磁致伸缩和麦克斯韦力作用下的振动位移和声场分布分别分析,得出磁致伸缩是电抗器铁芯振动的主要原因。实验研究表明,增加修正系数后的电抗器振动噪声仿真结果与实测得到的电抗器振动噪声基本一致,满足工程需要,证实多场耦合分析方法可用于电抗器设计阶段对铁芯噪声进行预估。 展开更多
关键词 铁芯电抗器 噪声 磁致伸缩 有限元
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新型正交铁芯三相磁控电抗器的研究 被引量：3
8
作者 赵国生 程子霞 孙可钦 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2014年第1期15-19,共5页
目前的正交铁芯磁控电抗器都是单相结构,按这种结构制造成三相磁控电抗器时成本高.为此,提出一种正交铁芯三相磁控电抗器,首先介绍了该正交铁芯三相磁控电抗器的结构和工作原理,并对其进行了场路耦合电气特性分析,然后用Ansoft电磁场分... 目前的正交铁芯磁控电抗器都是单相结构,按这种结构制造成三相磁控电抗器时成本高.为此,提出一种正交铁芯三相磁控电抗器,首先介绍了该正交铁芯三相磁控电抗器的结构和工作原理,并对其进行了场路耦合电气特性分析,然后用Ansoft电磁场分析软件建立该新型三相磁控电抗器三维仿真模型,通过仿真分析验证了该电抗器的空载电流谐波含量很小,且通过调节晶闸管的触发角可以平滑地调节电抗器的电抗特性,最后对该三相磁控电抗器的电磁场分布情况进行了仿真分析. 展开更多
关键词 正交铁芯三相磁控电抗器(MCR) 电磁场仿真
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一种电波暗室的谐波抑制电路及其无功补偿方法
9
作者 袁瑞铭 巨汉基 +4 位作者 高迪雅 李斯琪 丁恒春 田海亭 钟侃 《电测与仪表》 北大核心 2015年第17期58-62,共5页
电波暗室的谐波抑制电路及无功补偿方法采用正向串联的两级串联型无源电力滤波器,滤波器和负载的电源端之间并联干式铁芯电抗器。干式铁芯电抗器主要用于抑制10k Hz及以上的高频干扰,在不影响串联型无源电力滤波器的滤波性能的基础上,... 电波暗室的谐波抑制电路及无功补偿方法采用正向串联的两级串联型无源电力滤波器,滤波器和负载的电源端之间并联干式铁芯电抗器。干式铁芯电抗器主要用于抑制10k Hz及以上的高频干扰,在不影响串联型无源电力滤波器的滤波性能的基础上,抑制高次谐波,限制合闸涌流及操作过电压,改善系统的电压波形,提高功率因数,保障电力电容器及其他电力设备的安全运行,并联干式铁芯电抗器解决了各类负载入口处的电压变化的问题,提高了电磁兼容检测中计量性能的可靠性和准确性。 展开更多
关键词 电波暗室 电磁兼容 谐波抑制 无功补偿 干式铁芯电抗器
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