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

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。