基于电磁-热-结构多物理场耦合的铁心电抗器线圈结构优化方法

作者：袁发庭; 吕凯; 刘健犇; 周兵; 唐波

来源：电工技术学报, 2022, 37(24): 6431-6441.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.211541

• 铁心电抗器
• 多物理场耦合
• 正交试验
• 优化设计
• 导体用量

以铁心电抗器线圈作为研究对象，以均衡电磁、温升及振动特性，提高金属材料利用率为目的，进行了优化设计。首先采用电磁场-温度场-结构场多物理场耦合有限元方法分析了电抗器线圈的结构参数对电磁、温升及振动的影响。根据分析结果，结合正交试验法对线圈结构进行优化设计，在均衡电抗器电磁、温升及振动特性的情况下使绕组导体用量最小化，获得铁心电抗器线圈的最佳结构参数。为了验证优化设计方法的正确性，将优化前后的模型进行性能比较，结果表明，优化后铁心电抗器线圈的导体用量与优化前相比减少了16.8%，且电感偏差仅为0.6%；线圈的最大温升降低了7.3%，内层线圈的振动位移增加了14.3%，外侧线圈的振动大小不变，满足了电抗器对于电磁、温升及振动的要求。

• 单位
  三峡大学