引言：隨著電力系統網絡的不斷發展，其穩定運行得到了許多關注，電抗器作為無功補償設備廣泛應用于其中。然而，在實際運行中電抗器存在振動噪聲問題，嚴重的振動噪聲問題一方面影響附近居民正常生活，另一方面影響電抗器使用壽命，從而影響電力系統運行穩定性。因此，研究電抗器振動問題有現實意義。

電抗器振動主要來源于兩個方面：第一方面是鐵心材料硅鋼片的磁致伸縮效應，即鐵磁性材料在磁化過程中，隨著磁化狀態的改變，其長度和體積會發生微小的變化；第二方面是麥克斯韋力，由于電抗器鐵心間存在氣隙結構，當主磁通通過高磁導率鐵心和低磁導率氣隙時，在鐵心餅間產生麥克斯韋力。

仿真采用軟件是comsol6.0版本，仿真建模中首先建立幾何模型，可在comsol軟件中直接構筑，也可將solidworks中畫好的模型導入comsol。電抗器電磁振動仿真中硅鋼片磁特性數據直接影響計算結果，使用插值B-H曲線定義其磁特性。

在磁場模塊中將線圈定義，計算麥克斯韋力。為了計算的速度與收斂性，忽略電抗器鐵心的疊片特性，將電抗器鐵心視為各向同性均勻實體。同時認為線圈在正常情況下對電抗器振動影響不大，將線圈進行均勻化處理，忽略螺桿夾件等外部器件，將夾件施加的壓緊力以壓力載荷的形式施加到鐵軛面上。為了消除剛體位移防止出現無窮多解，將鐵心底部設置為固定約束。

做好網格剖分與求解器設置后可進行仿真計算，網格剖分時可將重點研究部分網格細分，其余部分網格粗分，提高計算速度。

仿真結果如下，如圖1所示分別為電抗器鐵心磁場、應力、位移分布云圖，從圖中可以看出在鐵心拐角處出現磁場、應力、位移分布集中區，由于設置了底部約束，其振動位移分布主要分布于鐵心上半部。

在鐵心上表面取測點A，鐵心拐角處取測點B，進一步分析其磁場、應力、位移變化情況。由于測點B處鐵心飽和度較高，因此測點B處磁密、應力、位移數值較測點A大。電抗器工作于工頻下，麥克斯韋力以電源頻率的二倍頻交變，磁致伸縮效應的變化基本正比于磁密的平方，因此電抗器的振動主頻率為100Hz，故其振動位移曲線周期近似0.01s。

圖2 測點A磁密圖

圖3 測點B磁密圖

圖4 測點A應力圖

圖5 測點B應力圖

圖6 測點A位移圖

圖7 測點B位移圖

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