隨著我國特高壓輸電的發展及應用，變壓器、電抗器等高電壓、大容量輸電設備的振動噪聲問題日益嚴峻。柔性輸電技術的成熟應用使得輸變電設備在運行時承受復雜的激勵，尤其是電壓和電流中的高頻成分，進一步加劇了設備鐵心振動噪聲增大，損耗明顯升高等問題。變壓器、電抗器等輸變電設備的鐵心由硅鋼片疊制而成，磁致伸縮效應是造成此類設備鐵心振動的主要原因。

研究表明，磁致(zhi)伸縮是在外(wai)磁場(chang)作用下(xia)磁疇壁運動導致(zhi)的(de)(de)鐵磁體形變。單片(pian)硅(gui)鋼片(pian)在磁場(chang)的(de)(de)作用下(xia)每米(mi)僅有幾微米(mi)的(de)(de)形變，但(dan)是由于變壓(ya)器(qi)、電(dian)抗器(qi)等輸(shu)變電(dian)設備(bei)鐵心尺寸(cun)較大(da)，磁致(zhi)伸縮效應(ying)對其造成的(de)(de)影(ying)響不可小(xiao)覷(qu)。并且變壓(ya)器(qi)、電(dian)抗器(qi)等輸(shu)變電(dian)設備(bei)本身(shen)的(de)(de)構(gou)造中存在夾件(jian)、螺栓等緊固件(jian)，這(zhe)使得硅(gui)鋼片(pian)的(de)(de)工作環境中通常都有拉應(ying)力(li)或者壓(ya)應(ying)力(li)作用。因(yin)此深入研究不同頻率和(he)不同機械應(ying)力(li)作用下(xia)單片(pian)硅(gui)鋼片(pian)的(de)(de)綜合磁性能具(ju)有重要意(yi)義。

近年(nian)來(lai)，國內(nei)外學(xue)者對(dui)硅(gui)鋼片的磁(ci)性能(neng)進行了廣(guang)泛(fan)的研究，但(dan)是(shi)相關對(dui)硅(gui)鋼片磁(ci)性能(neng)的研究限于(yu)單個因素(su)的改變(bian)產生的影(ying)響，而未分析應(ying)力和激勵同(tong)時改變(bian)時取(qu)向硅(gui)鋼片磁(ci)性能(neng)的變(bian)化(hua)。

為深入研究取向硅鋼片在不同頻率和應力下的綜合磁性能，華北電力大學電力工程系、國網冀北電力有限公司廊坊供電公司、全球能源互聯網研究院有限公司輸電技術國家實驗室、中國二十二冶集團有限公司的趙小軍、張凌云、劉洋、董立春、儀卓，在2022年第22期《電工技術學報》上撰文，搭建了軟磁材料綜合磁性能測量平臺，首先利用單片磁特性測量裝置和應力施加裝置，得到了工頻下拉應力和壓應力對取向硅鋼片磁致伸縮、磁滯回線及鐵損特性的影響。進一步研究了應力和不同激勵共同影響下硅鋼片綜合磁性能的變化趨勢，得到了不同激勵、應力對取向硅鋼片磁特性、磁致伸縮特性及噪聲特性的影響規律。

圖(tu)1 測量(liang)平(ping)臺

圖2 綜合磁性能單(dan)片測量儀示意圖

他們的測量結果及其分析表明：

1）在壓(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)作用下(xia)(xia)磁(ci)滯回線的(de)形狀有(you)明顯變(bian)(bian)化。取向硅(gui)鋼片(pian)的(de)鐵(tie)損在同一(yi)頻率(lv)下(xia)(xia)受(shou)拉(la)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)的(de)影響較小，受(shou)壓(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)的(de)影響較大。在同一(yi)壓(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)下(xia)(xia)，頻率(lv)的(de)增大對鐵(tie)損的(de)增長(chang)率(lv)有(you)一(yi)定的(de)抑制作用。當頻率(lv)和壓(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)同時(shi)改變(bian)(bian)時(shi)，壓(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)對鐵(tie)損增長(chang)率(lv)的(de)影響更加顯著。

2）取(qu)向硅鋼片的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)致伸(shen)(shen)縮在(zai)同一(yi)(yi)頻率(lv)下受拉(la)應(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)影響較小，受壓應(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)影響較大。在(zai)拉(la)應(ying)力(li)(li)(li)作(zuo)用(yong)下，取(qu)向硅鋼片的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)致伸(shen)(shen)縮隨頻率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)增大而(er)增大；而(er)在(zai)無(wu)應(ying)力(li)(li)(li)和壓應(ying)力(li)(li)(li)作(zuo)用(yong)下，頻率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)升高(gao)對取(qu)向硅鋼片的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)致伸(shen)(shen)縮有一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)抑制作(zuo)用(yong)。

3）在(zai)同(tong)一(yi)(yi)頻(pin)率下(xia)，拉應(ying)力對(dui)取(qu)向硅鋼片的(de)噪聲影響較小，而(er)壓應(ying)力對(dui)其影響較大(da)；在(zai)同(tong)一(yi)(yi)應(ying)力下(xia)，取(qu)向硅鋼片的(de)噪聲先隨著頻(pin)率的(de)增(zeng)大(da)而(er)增(zeng)大(da)，而(er)后(hou)維持(chi)在(zai)一(yi)(yi)定水(shui)平，不再(zai)有明顯增(zeng)長。

4）諧波激勵下(xia)(xia)，拉應力的(de)增(zeng)大(da)對(dui)樣片的(de)磁性能無較大(da)影響；壓(ya)應力增(zeng)大(da)后(hou)，樣片損(sun)耗的(de)增(zeng)長率(lv)呈下(xia)(xia)降趨勢；諧波次數(shu)及含量越高、噪聲(sheng)越大(da)。