阅读说明：本技术 电容器和刚度谐振元件的刚度确定方法 (Capacitor and method for determining rigidity of rigidity resonance element ) 是由 祝令瑜 汲胜昌 李金宇 高璐 姜智桐 杨航 党永亮 张壮壮 于 2019-10-15 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种电容器和刚度谐振元件的刚度确定方法,涉及电力设备技术领域。该电容器包括电容器壳体和安装在所述壳体内的电容器心子,所述电容器心子内设置有刚度谐振元件,所述刚度谐振元件到所述电容器心子的一端的距离为第一距离,所述第一距离根据所述刚度谐振元件的刚度确定,所述刚度谐振元件的刚度根据所述电容器的固有频率和所述电容器的电场力频率确定；所述刚度谐振元件包括至少两个谐振板以及安装在每两个相邻的谐振板之间的金属弹性件。本申请实施例提供的电容器可以去除电容器的固有频率与电场力频率发生共振降低电容器的噪声。(The application discloses a rigidity determining method for a capacitor and a rigidity resonant element, and relates to the technical field of power equipment. The capacitor comprises a capacitor shell and a capacitor core arranged in the capacitor shell, wherein a rigidity resonance element is arranged in the capacitor core, the distance from the rigidity resonance element to one end of the capacitor core is a first distance, the first distance is determined according to the rigidity of the rigidity resonance element, and the rigidity of the rigidity resonance element is determined according to the natural frequency of the capacitor and the electric field force frequency of the capacitor; the rigid resonator element comprises at least two resonator plates and a metal spring mounted between each two adjacent resonator plates. The capacitor provided by the embodiment of the application can remove the noise of the capacitor, which is reduced by the resonance of the natural frequency of the capacitor and the frequency of the electric field force.)

电容器和刚度谐振元件的刚度确定方法

技术领域

本申请涉及电力设备技术领域，特别是涉及一种电容器和刚度谐振元件的刚度确定方法。

背景技术

电力电容器是电力系统的重要设备，在各个行业中广泛使用。然而，电力电容器存在严重的噪声污染问题。

相关技术中，改善电力电容器噪声污染的方法包括：在电力电容器的电容器心子内安装有吸音空腔，吸音空腔可以吸收入射的声波，从而起到隔振作用。

但是，上述技术中，安装了吸音空腔的电容器心子容易与电容器的其他元器件发生共振，导致电容器的噪声不降反升。

发明内容

基于此，有必要针对上述存在的电容器的噪声的问题，提供一种电容器和刚度谐振元件的刚度确定方法。

第一方面，本申请实施例提供了一种电容器，电容器包括电容器壳体和安装在壳体内的电容器心子，电容器心子内设置有刚度谐振元件，刚度谐振元件到电容器心子的一端的距离为第一距离，第一距离根据刚度谐振元件的刚度确定，刚度谐振元件的刚度根据电容器的固有频率和电容器的电场力频率确定；

刚度谐振元件包括至少两个谐振板以及安装在每两个相邻的谐振板之间的金属弹性件。

在其中一个实施例中，第一距离满足第一公式；第一公式为：

cos kL-kLαcos kL₁ sin k(L-L₁)＝0

其中，ω为调谐频率，调谐频率根据电容器的电场力频率确定；为波速，E为弹性模量，ρ为质量密度，弹性模量和质量密度根据电容器的固有频率确定；L为电容器心子的包封长度，L₁为第一距离，为刚度谐振元件的无量纲参数，A为电容器心子的截面积，K为刚度谐振元件的刚度。

在其中一个实施例中，金属弹性件为弹簧或者碟簧或者板簧。

在其中一个实施例中，金属弹性件为拱形弹片。

在其中一个实施例中，电容器的顶面位置安装有顶面隔音罩，电容器的底面位置安装有底面隔音罩，顶面隔音罩和/或底面隔音罩内设置有塑料泡沫。

在其中一个实施例中，电容器的壳体的顶部和底部均设置有减振元件，电容器心子设置于顶部和底部的减振元件之间，减振元件为弹簧。

第二方面，本申请实施例提供了一种刚度谐振元件的刚度确定方法，刚度谐振元件设置于电容器的电容器心子中，刚度谐振元件到电容器心子的一端的距离为第一距离，第一距离根据刚度谐振元件的刚度确定，刚度谐振元件包括至少两个谐振板以及安装在每两个相邻的谐振板之间的金属弹性件方法包括：

根据电容器的固有频率确定电容器的机械特性参数；

根据电容器的电场力频率确定电容器的调谐频率；

获取电容器心子的包封长度和电容器心子的截面积；

根据机械特性参数、调谐频率、包封长度和截面积计算刚度谐振元件的刚度。

在其中一个实施例中，根据机械特性参数、调谐频率、包封长度和截面积计算刚度谐振元件的刚度，包括：

获取第一距离集合，第一距离集合包括多个第一距离，第一距离为刚度谐振元件到电容器心子的一端的距离，第一距离小于包封长度；

针对各第一距离，根据机械特性参数、调谐频率、第一距离和截面积计算刚度谐振元件的候选刚度；

从候选刚度中选择目标刚度作为刚度谐振元件的刚度。

在其中一个实施例中，方法还包括：将目标刚度对应的第一距离确定为刚度谐振元件的安装位置。

在其中一个实施例中，机械特性参数包括弹性模量和质量密度。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请实施例提供的电容器，可以去除电容器的固有频率与电场力频率发生共振降低电容器的噪声。该电容器包括电容器壳体和安装在壳体内的电容器心子，电容器心子内设置有刚度谐振元件，其中，刚度谐振元件到电容器心子的一端的距离为第一距离，第一距离根据刚度谐振元件的刚度确定，刚度谐振元件的刚度根据电容器的固有频率和电容器的电场力频率确定，刚度谐振元件包括至少两个谐振板以及安装在每两个相邻的谐振板之间的金属弹性件。本申请实施例中，通过在电容器心子中设置刚度谐振元件，并根据电容器的固有频率和电场力频率确定刚度谐振元件的刚度以及刚度谐振元件到电容器心子的一端的第一距离的大小，根据确定好的第一距离和刚度谐振元件的刚度可以改变电容器的固有频率，使得电容器的固有频率与电容器的电场力频率不会发生共振，实现了去除共振效应降低电容器噪声的目的。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种电容器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种刚度谐振元件的刚度确定方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的电容器心子的弹性模量测定示意图；

图4为本申请实施例提供的一种刚度谐振元件的刚度计算过程的流程图；

图5为本申请实施例提供的电容器心子的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种刚度谐振元件的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的扫频试验的示意图；

图8为本申请实施例提供的电容器的振动频率响应曲线示意图；

图9为本申请实施例提供的有刚度谐振元件的电容器与没有设置刚度谐振元件的电容器的振动频率响应曲线的对比示意图；

图10为本申请实施例提供的1#加载条件下有刚度谐振元件的电容器和没有刚度谐振元件的电容器的声压级分布的示意图；

图11为本申请实施例提供的2#加载条件下有刚度谐振元件的电容器和没有刚度谐振元件的电容器的声压级分布的示意图；

图12为本申请实施例提供的一种刚度谐振元件的刚度确定方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

换流站是特高压直流输电系统中将交流电转换为直流电或者将直流电转换为交流电的能量转换站。换流站的重要组成部分包括电力电容器，电力电容器的主要作用是对电力系统进行滤波和无功补偿。随着我国电力行业的高速发展，换流站的规模越来越大，换流站中使用的电力电容器的数量也越来越多，电力电容器导致的噪声污染问题更为突出，对换流站周围居民带来很多干扰。其中，电力电容器产生噪声的原因主要是：在交变电场作用下，电容器的极板受到电场力作用而产生振动，该振动传递给电容器壳体，引起电容器壳体振动并产生噪声向周围辐射。

相关技术中，改善电力电容器噪声污染的方法包括：在电力电容器的电容器心子内安装有吸音空腔，电容器的极板受到电场力作用产生振动时，该振动入射到吸音空腔时，可以被吸音空腔吸收，这样传递给电容器壳体的振动减弱，使得电容器壳体的振幅减小，从而降低噪声。

但是，上述技术中，由于电容器的机械固定频率与电容器的电场力频率相同或相近时，会导致电容器的壳体发生共振，导致电容器的壳体的振幅增大，振动加剧。针对共振产生的噪声，吸音空腔的吸音效果较差，不能有效地降低噪声。而且，研究人员发现长期使用后，一部分吸音空腔的吸音效果出现了明显的衰减，并且在长期使用后，电力电容器中的浸渍剂可能会渗入吸音空腔中，这样不仅会导致吸音空腔的隔音功能失效，不能降低电力电容器的噪声，而且会导致电力电容器内部浸渍不足，绝缘性下降，使得电力电容器存在安全隐患。

本申请实施例提供的电容器，可以去除电容器的固有频率与电场力频率发生共振降低电容器的噪声。该电容器包括电容器壳体和安装在壳体内的电容器心子，电容器心子内设置有刚度谐振元件，其中，刚度谐振元件到电容器心子的一端的距离为第一距离，第一距离根据刚度谐振元件的刚度确定，刚度谐振元件的刚度根据电容器的固有频率和电容器的电场力频率确定，刚度谐振元件包括至少两个谐振板以及安装在每两个相邻的谐振板之间的金属弹性件。本申请实施例中，通过在电容器心子中设置刚度谐振元件，并根据电容器的固有频率和电场力频率确定刚度谐振元件的刚度以及刚度谐振元件到电容器心子的一端的第一距离的大小，根据确定好的第一距离和刚度谐振元件的刚度可以改变电容器的固有频率，使得电容器的固有频率与电容器的电场力频率不会发生共振，实现了去除共振效应降低电容器噪声的目的。

请参考图1，其示出了本申请实施例提供的一种电容器的结构示意图，该电容器包括电容器壳体和安装在电容器壳体内的电容器心子，电容器心子中设置有刚度谐振元件，其中刚度谐振元件的刚度根据电容器的固有频率和电场力频率确定，刚度谐振元件在电容器心子中的安装位置根据刚度谐振元件的刚度确定。

具体的，电容器的基本结构包括电容器心子101、浸渍剂、紧固件、引线(图1中未示出)、电容器壳体102和出线套管103，其中，电容器心子101由多个心子单元105构成，心子单元105是用一定厚度和层数的固体介质与铝箔电极卷制而成的，多个心子单元105组合起来组成电容器心子101。电容器心子101放于浸渍剂中，浸渍剂可以提高电容器心子的介质耐压强度，起到绝缘作用。紧固件用于对电容器心子101进行固定。引线的一端连接电容器心子101，另一端连接出线套管103。出线套管103一般焊接在电容器壳体102的顶部。电容器壳体102一般采用不锈钢或铝合金或薄钢板焊接而成，表面涂布阻燃漆。

本申请实施例中，电容器心子中设置有刚度谐振元件104，刚度谐振元件104的刚度根据电容器的固有频率和电场力频率确定，具体的，如图2所示，刚度谐振元件的刚度的确定过程可以包括以下步骤：

步骤201、根据电容器的固有频率确定电容器的机械特性参数。

其中，电容器的固有频率为电容器心子安装刚度谐振元件之前的机械频率。电容器的机械特性参数包括弹性模量E和质量密度ρ。根据电容器的固有频率计算电容器心子的机械特性参数的过程可以是：

根据公式(1)计算电容器心子的弹性模量，弹性模量给出了作用力和变形量间的关系，对电容器心子施加确定的均布压力F(即压缩力)，同时测得电容器心子的压缩量，即可通过公式(1)求得电容器心子的弹性模量。

其中，E为电容器心子的弹性模量；F为施加在电容器心子上的均布压力；A为电容器心子的截面积；ΔL为电容器心子的压缩量；L为电容器心子的包封长度。

具体的，由于常规的弹性模量试验机无法对浸渍在浸渍剂中的电容器心子施加作用力。本申请实施例中，为确定电容器心子的弹性模量，如图3所示，采用自耦变压器301和高压整流硅堆302对电容器心子303充电，对电容器心子303施加直流电压，产生静电力对电容器心子303进行压缩，并采用千分表304测量电容器心子303的绝对压缩量。在加载直流电压时，电容器30位于稳定状态，其压缩位移与电场力不存在前述的耦合作用，因而可根据直流电压确定单位面积静电力，再结合测得的形变量求得电容器心子的弹性模量。

试验中的电容器心子仍浸渍在浸渍剂中，仅露出其端部。工频电压经过高压硅堆可对电容器心子进行充电，同时采用千分表304测量其形变量，其量程可以为：0～12.7mm，分辨率为：0.001mm。

对电容器心子加载直流电压时，电容器心子的内部的各个极板上的电场力是平衡的，电容器心子整体仅表现为端部受力。通过电容器的电场力与电容值的关系，可以得到公式(2)：

其中：ε为单层电容的介电量；U为加载的直流电压；d₀为单层电容的极板间距；L为电容器心子的包封长度；ΔL为电容器心子的压缩量。

对于确定的弹性模量，电容器心子的压缩量与加载的直流电压的平方呈正比，结合电容器心子的尺寸和电气参数，即可计算出电容器心子的弹性模量。

在确定出电容器心子的弹性模量之后，可以根据公式(3)计算出电容器的质量密度。公式(3)为：

式中：ρ为电容器心子的质量密度；E为电容器心子的弹性模量；f₁为电容器的固有频率；L为电容器心子的包封长度。

步骤202、根据电容器的电场力频率确定电容器的调谐频率。

其中，调谐频率不等于电场力频率、电场力频率的倍频和电场力频率的0.5倍频。调谐频率为在电容器心子中设置刚度谐振元件之后电容器的固有频率，当调谐频率与电场力频率(以及电场力频率的倍频和0.5倍频)相等或者相近时，电容器容易发生共振，导致噪声增大，而当调谐频率与电场力频率(以及电场力频率的倍频和0.5倍频)不相等时，电容器不会发生共振，从而能够降低振动噪声。基于该原理，本申请实施例中，调谐频率不等于电场力频率、电场力频率的倍频和电场力频率的0.5倍频。

本申请实施例中，电容器的电场力频率的获得过程包括：给电容器加载单频电压，获得不同工况下的电容器加载的谐波频率，根据不同的谐波频率计算对应的电场力频率，可以得到电容器对应的多个电场力频率。针对每个电场力频率，计算该电场力频率对应的0.5倍频、1倍频和2倍频。

一般而言，电容器在不同的应用环境中对应的电场力频率有所不同，电容器的电场力频率一般为500Hz、600Hz、700Hz，相应的电场力频率的倍频和0.5倍频分别是：1000Hz、1200Hz、1400Hz、250Hz、300Hz和350Hz。因此，调谐频率与上述电场力频率对应的频率值不相等，也不相近。

可选的，本申请实施例中，一般选择将电容器的固有频率降低，以使得电容器的固有频率与电场力频率不相等且不相近，从而避免二者产生共振。

步骤203、获取电容器心子的包封长度和电容器心子的截面积。

电容器心子的包封长度为电容器心子中设置刚度谐振元件之前的包封长度。

步骤204、根据机械特性参数、调谐频率、包封长度和截面积计算刚度谐振元件的刚度。

具体的，如图4所示，根据弹性模量E和质量密度ρ、调谐频率电容器心子的包封长度L和电容器心子的截面积A计算刚度谐振元件的刚度的过程可以包括以下步骤：

步骤401、获取第一距离集合。

本申请实施例中，如图5所示,刚度谐振元件502到电容器心子501的一端的距离为第一距离L1，电容器心子501的一端可以是任意一端，相应的刚度谐振元件502到电容器心子的另一端的距离为L-L1。其中L为电容器心子501的包封长度，为已知量。需要说明的是，本申请实施例中，假设刚度谐振元件的厚度忽略不计。

本申请实施例中，可以给第一距离L1赋值，获得多个第一距离L1，组成第一距离集合。其中，第一距离集合中包括多个第一距离L1，且第一距离L1小于所述包封长度L。

步骤402、针对各第一距离，根据机械特性参数、调谐频率、第一距离和截面积计算刚度谐振元件的候选刚度；

本申请实施例中，第一距离满足第一公式，第一公式为：

cos kL-kLαcos kL₁ sin k(L-L₁)＝0

其中，ω为调谐频率，调谐频率根据电容器的电场力频率确定；为波速，E为弹性模量，ρ为质量密度，弹性模量和质量密度根据电容器的固有频率确定；L为电容器心子的包封长度，L₁为第一距离，为刚度谐振元件的无量纲参数，A为电容器心子的截面积，K为刚度谐振元件的刚度。

其中，第一公式的原理为：当在电容器心子中第一距离对应的位置处设置刚度谐振元件，且刚度谐振元件的刚度与第一距离对应时，电容器的固有频率可以与谐振频率相等。而电容器的固有频率与谐振频率相等表示电容器的固有频率与电场力频率以及电场力频率的倍频均不相等且不相近，即表示电容器不会发生共振。因此，电容器心子中在第一距离对应的位置处安装对应刚度的刚度谐振元件后，电容器的固定频率与电场力频率不相等。

通过第一公式可以针对第一距离集合中的每个第一距离计算出对应的刚度谐振元件的刚度，从而获得刚度谐振元件的多个候选刚度。

步骤403、从候选刚度中选择目标刚度作为刚度谐振元件的刚度。

受限于现有的材料加工技术，步骤402中计算出来的候选刚度中的一部分刚度可能无法实现，并且，刚度谐振元件的刚度越高，生成成本也会随之增加。综合考虑，需要从候选刚度中选择成本较低且容易实现的刚度值为目标刚度，将目标刚度作为刚度谐振元件的刚度。

进一步的，本申请实施例中，刚度谐振元件在电容器心子中的安装位置是根据刚度谐振元件的刚度确定。具体的，刚度谐振元件在电容器心子中的安装位置的确定过程包括：

在步骤403之后，将目标刚度对应的第一距离确定为刚度谐振元件的安装位置。

进一步的，如图6所示，本申请实施例中的刚度谐振元件的结构为：

刚度谐振元件包括至少两个谐振板601以及安装在每两个相邻的谐振板之间的金属弹性件602。其中，谐振板为刚度大于刚度阈值的板材，刚度阈值为150GPa，制造谐振板的材料为不锈钢或铝，可选的，制造谐振板的材料需要与浸渍剂相容，浸渍剂的材料可以是苄基甲苯。谐振板的长度与电容器心子的截面的长度相同，谐振板的宽度与电容器心子的截面的宽度相同。可选的，谐振板可以采用磨具一次成型。可选的，金属弹性件可以是弹簧、碟簧或者板簧，可选的，金属弹性件还可以是拱形弹片。

在一种可选的实现方式中，刚度谐振元件可以包括两个谐振板，两个谐振板之间设置有至少一个金属弹性件。

在另一种可选的实现方式中，刚度谐振元件还可以包括三个谐振板，三个谐振板之间相邻的两个谐振板之间设置有至少一个金属弹性件。

在一种可选的实现方式中，本申请实施例中，在电容器的顶面位置安装有顶面隔音罩，电容器的底面位置安装有底面隔音罩，顶面隔音罩和/或底面隔音罩内设置有塑料泡沫。其中，电容器的顶面位置为电容器壳体的顶部位置，即安装出线套管的位置，电容器的底面位置为电容器壳体的外侧底部，塑料泡沫具有吸音作用。

本申请实施例在电容器心子中设置有刚度谐振元件的基础上在电容器的壳体的顶面和底面设置隔音罩，用于吸收非共振引起的振动，能够更近一步地吸收噪声，降低电容器的噪声污染。

在一种可选的实现方式中，本申请实施例中，在电容器的壳体的顶部和底部均设置有减振元件，其中，电容器心子设置于顶部和底部的减振元件之间，减振元件为弹簧，具体的，电容器的壳体的顶部为电容器心子的顶面与电容器壳体之间的位置，电容器的壳体的底部为电容器心子的底面与电容器壳体之间的位置。在电容器心子中设置有刚度谐振元件的基础上通过设置弹簧，当电容器心子发生振动时，可以通过弹簧的阻尼作用减缓振动幅度，从而降低电容器的噪声污染。

本申请实施例提供的电容器，可以去除电容器的固有频率与电场力频率发生共振降低电容器的噪声。该电容器包括电容器壳体和安装在壳体内的电容器心子，电容器心子内设置有刚度谐振元件，其中，刚度谐振元件到电容器心子的一端的距离为第一距离，第一距离根据刚度谐振元件的刚度确定，刚度谐振元件的刚度根据电容器的固有频率和电容器的电场力频率确定，刚度谐振元件包括至少两个谐振板以及安装在每两个相邻的谐振板之间的金属弹性件。本申请实施例中，通过在电容器心子中设置刚度谐振元件，并根据电容器的固有频率和电场力频率确定刚度谐振元件的刚度以及刚度谐振元件到电容器心子的一端的第一距离的大小，根据确定好的第一距离和刚度谐振元件的刚度可以改变电容器的固有频率，使得电容器的固有频率与电容器的电场力频率不会发生共振，实现了去除共振效应降低电容器噪声的目的。

下面，针对本申请实施例提供的电容器进行举例说明。

电容器的型号可以是AAM8.9-268.4-1W，额定电压8.9kV，额定电流30.15A，标称电容值10.786μF。电容器心子的包封长度为670mm，电容器心子的截面尺寸为355mm×155mm。在此电容器的电容器心子中设置本申请实施例提供的刚度谐振元件，并确定该刚度谐振元件的刚度和该刚度谐振元件的安装位置，具体的：

首先对设置刚度谐振元件之前的电容器进行振动扫频试验。采用扫频加载方式逐次对电容器心子加载单频电压，起始频率50Hz，频率间隔为50Hz，直至1000Hz。对应的电场力频率的起始频率为100Hz，频率间隔为100Hz，终止频率为2000Hz。改变电压大小，实现电场力频率的变化。其中，电容器壳体上的振幅与电压的平方成正比，根据电容器壳体上的振幅可以计算出电场力频率。

如图7所示，在上述加载条件下，采用激光测振仪701测量电容器壳体702底面中心位置的振动幅度，根据测得的加载电压与振动幅度，可以获得电容器壳体的频率响应函数，如图8所示，电容器的1阶固有频率出现在1090Hz处，其中，图8中的振动频率响应曲线在500Hz附近存在一个微弱的峰值，这是由于此频率约等于电容器的0.5倍固有频率，电容器产生显著超谐共振，使得实际电容器单元的频响曲线有所上升。

进一步的，上述型号电容器的弹性模量为4.60×109Pa，刚度密度为1.84×103kg/m3。具体的运算过程可以参见步骤201所公开的内容，在此不做赘述。

本申请实施例中，电容器所涉及到的谐波加载组合及其对应的电场力频率可以如表1所示：

表1

编号	谐波频率及有效值	电场力频率
			1#	50Hz(8A)+550Hz(6.4A)	(100Hz)、500Hz、600Hz、(1100Hz)
2#	50Hz(8A)+650Hz(6.4A)	(100Hz)、600Hz、700Hz、(1100Hz)

表1中，1#、2#表示不同于的加载条件，针对1#和2#加载条件，电场力频率最大的分量为500Hz、600Hz和700Hz，并且该频率刚好位于电容器的固有频率1090Hz(本申请实施例中，取电容器的1阶固有频率为电容器的固有频率)的0.5倍附近，极容易触发超谐共振而产生多倍频振动。因此需要对其固有频率进行调整。一般情况下，是将电容器的固有频率降低。

根据电容器的电场力频率可知，电场力频率的最低点在500Hz，一种可选的实现方式是将电容器的固有频率调整至小于500Hz，这样，使得三个电场力频率位于1阶固有频率和2阶固有频率之间，但这样的调节范围过大，对刚度谐振元件的刚度要求极高，不适合工业生产和应用。另一种可选的实现方式是：引入阻尼效果的刚度调谐元件，在少量调节固有频率以避免超谐共振的基础上，通过阻尼作用进一步降低振动幅值。本申请实施例中，根据电场力频率确定谐振频率为900Hz，与上述三个电场力频率及其倍频均不相等且不相近。这样就可以避免产生超谐共振。

根据上述电容器的弹性模量、刚度密度以及谐振频率、电容器心子的包封长度和电容器心子的截面积计算得到刚度谐振元件的刚度为2.87×108N/m，刚度谐振元件的安装位置参数为L1/L＝0.2。

本申请实施例中，为了尽量不影响电容器心子的具体结构并保证电容器心子包封的稳定性，刚度谐振元件包括至少两个谐振板以及安装在每两个相邻的谐振板之间的金属弹性件，其中，制造谐振板的材料为不锈钢或铝，金属弹性件可以是弹簧、碟簧或者板簧，可选的，金属弹性件还可以是拱形弹片。

下面本申请实施例对安装有刚度谐振元件的电容器进行扫描试验，测得本申请实施例提供的电容器对应的振动频率响应函数，如图9所示，有刚度谐振元件的电容器的振动频率明显低于没有刚度谐振元件的电容器的振动频率。

在1#加载条件下，设置有刚度谐振元件的电容器的可听噪声如图10所示。图10中，测点位置处标注了电容器在该处的声压级，其中不带括号的数据对应有刚度谐振元件的电容器，带括号的数据对应无刚度谐振元件的电容器。计算得到无刚度谐振元件的电容器在测量面上的平均声压级51.91dB，声功率级66.29dB；有刚度谐振元件的电容器的测量面平均声压级42.09dB，声功率级56.47dB。在1#加载条件下，刚度谐振元件使得电容器的声功率降低了9.82dB。

在2#加载条件下，设置有刚度谐振元件的电容器的可听噪声如图11所示。图11中，测点位置处标注了电容器在该处的声压级，其中不带括号的数据对应有刚度谐振元件的电容器，带括号的数据对应无刚度谐振元件的电容器。计算得到无刚度谐振元件的电容器在测量面上的平均声压级53.65dB，声功率级68.02dB；有刚度谐振元件的电容器的测量面平均声压级45.78dB，声功率级60.16dBdB。在2#加载条件下，刚度谐振元件使得电容器的声功率降低了7.87dB。

从图10和图11上面的测量数据可以看出，刚度谐振元件可以有效地降低电容器单元的可听噪声。在500Hz～700Hz频率范围内，无刚度谐振元件的电容器易产生超谐共振，而刚度谐振元件的降噪量为7.8～10dB。

综上可知，本申请实施例提供的电容器可以有效地降低共振引起的电容器噪声。

如图12所示，其示出了本申请实施例提供的一种刚度谐振元件的刚度确定方法的流程图，其中，刚度谐振元件设置于电容器的电容器心子中，刚度谐振元件到电容器心子的一端的距离为第一距离，第一距离根据刚度谐振元件的刚度确定，刚度谐振元件包括至少两个谐振板以及安装在每两个相邻的谐振板之间的金属弹性件方法包括：

步骤1201、根据电容器的固有频率确定电容器的机械特性参数；

步骤1202、根据电容器的电场力频率确定电容器的调谐频率；

步骤1203、获取电容器心子的包封长度和电容器心子的截面积；

步骤1204、根据机械特性参数、调谐频率、包封长度和截面积计算刚度谐振元件的刚度。

在其中一个实施例中，根据机械特性参数、调谐频率、包封长度和截面积计算刚度谐振元件的刚度，包括：

获取第一距离集合，第一距离集合包括多个第一距离，第一距离为刚度谐振元件到电容器心子的一端的距离，第一距离小于包封长度；

针对各第一距离，根据机械特性参数、调谐频率、第一距离和截面积计算刚度谐振元件的候选刚度；

从候选刚度中选择目标刚度作为刚度谐振元件的刚度。

在其中一个实施例中，将目标刚度对应的第一距离确定为刚度谐振元件的安装位置。

在其中一个实施例中，机械特性参数包括弹性模量和质量密度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。