Prečo transformátor bzučí alebo bzučí? Príčiny, normálne úrovne zvuku a opravy

500 VA laminovaný transformátor sediaci na pracovnom stole vydáva stabilný nízky tón, ktorý môžete počuť z druhej strany miestnosti, a nie je na ňom nič zlé. Pri 50 Hz napájaní je nota blízko 100 Hz; pri 60 Hz napájaní je blízko 120 Hz. Ten zvuk je oceľ meniaca tvar v magnetickom poli, nie komponent, ktorý by mal zlyhať.

Krátka odpoveď: bzučanie pochádza hlavne z magnetostrikcie, malého rozťahovania a zmršťovania ocele jadra, keď sa magnetické pole obráti, plus magnetických síl pôsobiacich na vinutia. Bez ohľadu na to, k čomu je transformátor priskrutkovaný, zosilňuje túto vibráciu. Stabilný tón s dvojnásobnou frekvenciou linky je normálne správanie.

Stabilný nízky tón, konštantná výška tónu: normálny brum jadra.
Hukot, ktorý stúpa a klesá so záťažou: sily vinutia a vedenia.
Po pridaní usmerňovača alebo pohonu chrapľavý bzukot: jednosmerné predpätie alebo harmonické.
Praskanie, praskanie, búchanie alebo náhla zmena výšky tónu: zastavte sa a preskúmajte.

Zvyšok tohto článku vysvetľuje každý zdroj, ukazuje, ako oddeliť normálne bzučanie od poruchy, a uvádza, čo skutočne znižuje šum.

Odkiaľ pochádza hukot

Dominuje magnetostrikcia. Zrnovo orientovaná kremíková oceľ, ktorá je materiálom takmer každého laminovaného jadra, mení rozmer veľmi mierne, keď je magnetizovaná, s napätím rádovo niekoľkých častí na milión. Pretože k zmene dochádza v oboch poloviciach cyklu, jadro vibruje pri frekvencii 100 Hz pri zdrojoch s frekvenciou 50 Hz a pri frekvencii 120 Hz pri zdrojoch s frekvenciou 60 Hz, pričom harmonické sú naskladané navrchu. Jadro poháňané pri 1,6 T až 1,7 T sa pohybuje viac ako jedno poháňané pri 1,2 T, čo je dôvod, prečo tiché konštrukcie používajú viac jadrovej ocele a viac otáčok, než len väčšie kVA.

Vinutia sú na druhom mieste. Prúd v susedných vodičoch vytvára sily úmerné druhej mocnine prúdu, takže vibrácie vinutia rastú so zaťažením, zatiaľ čo hukot jadra zostáva takmer rovnaký od bez zaťaženia po plné zaťaženie. Na malej jednotke EI je zmena sotva počuteľná; na veľkej jednotke suchého typu môže dosiahnuť niekoľko decibelov.

Štruktúra je na treťom mieste a je často najväčším multiplikátorom. Transformátor pripevnený k flexibilnému oceľovému panelu, stĺpovej stene alebo dutej podlahe vyžaruje oveľa viac zvuku ako rovnaká jednotka na betónovom podstavci. Krycie panely, vedenie a montážne kanály majú každý svoju vlastnú rezonanciu a panel, ktorý rezonuje pri 100 Hz, môže premeniť skromné vibrácie na dron zapĺňajúci miestnosť. Ventilátory a čerpadlá, ak sú namontované, pridávajú svoj vlastný širokopásmový šum.

Magnetostrikcia jadra: 58%
Sily navíjania a olova: 16%
Rezonancia krytu: 16%
Ventilátory a prídavné zariadenia: 10 %

Orientačné rozdelenie počuteľného hluku pre zaťažený suchý transformátor merané na jeden meter. Rovnováha sa mení s veľkosťou, materiálom jadra a montážou.

Prečo je Buzz hlasnejší

Hustota toku závisí od použitého napätia a frekvencie, nie od zaťaženia. Transformátor navrhnutý pre 220 V pri 50 Hz beží blízko jeho projektovaného toku; zvýšiť napájanie na 240 V a jadro je poháňané zhruba o 9 % ťažšie. Pod kolenom magnetizačnej krivky je extra zvuk skromný. Nad ním sa jadro nasýti počas časti každého polcyklu, prúdový priebeh sa skresľuje a hukot sa stáva hlasnejším, drsnejším a bohatším na harmonické.

Prepätie a nočný efekt

Sieťové napätie stúpa, keď dopyt klesá, takže transformátor často znie neskoro v noci hlasnejšie. Ak sa bzučanie na distribučnej jednotke večer citeľne zvýši, zmerajte zdroj pomocou merača true-RMS a až potom predpokladajte poruchu. Zmena odbočky alebo malé zníženie primárneho napätia často obnoví pôvodnú úroveň zvuku.

DC zaujatosť

Jednosmerný prúd vo vinutí tlačí jadro asymetricky smerom k saturácii a vytvára drsný bzukot namiesto hladkého tónu. Polvlnné usmerňovače, nefiltrované nabíjačky a niektoré zváracie zariadenia sú bežnými príčinami vo vnútri závodu; geomagnetické poruchy robia to isté s veľkými sieťovými transformátormi.

Harmónie a rezonancia

Pohony s premenlivou frekvenciou, spínacie zdroje a budiče LED odoberajú prúd v krátkych impulzoch. Tieto harmonické prúdy vytvárajú vo vinutí svoj vlastný silový vzor a dodávajú hukotu chrapľavú hranu. V iných prípadoch sa nezmenilo vôbec nič elektrické: 100 Hz alebo 120 Hz budenie sa jednoducho zhoduje s rezonančnou frekvenciou panelu a pritlačenie ruky na kryt pri počúvaní je najrýchlejší spôsob, ako ho nájsť.

Normálny hukot alebo varovný signál?

Normálny šum je stály, nízky a predvídateľný. Poruchy a elektrické problémy sú zriedka také zdvorilé a každá náhla zmena zvuku sa oplatí preskúmať samostatne.

Bežné zvuky transformátora, ich pravdepodobné príčiny a vhodná prvá reakcia.
Čo počujete	Pravdepodobná príčina	Prvá odpoveď
Stabilný nízky tón pri 100 alebo 120 Hz	Magnetostrikcia v jadre	Normálne; namontujte izolačné držiaky, ak je v miestnosti ticho
Hum, ktorý rastie so záťažou	Sily vinutia a harmonické prúdy	Skontrolujte profil zaťaženia a harmonické spektrum
Hlasnejšie v noci alebo pri vysokom napájacom napätí	Nadmerná excitácia jadra	Zmerajte napájacie napätie a skontrolujte nastavenie kohútika
Ostrý bzukot od inštalácie usmerňovača	DC zaujatosť or high harmonic current	Namontujte jednosmerné blokovanie alebo skontrolujte návrh záťaže
Kovová hrkálka, ktorá sa zastaví, keď stlačíte panel	Uvoľnený panel, skrutka alebo konzola	Znovu utiahnite upevňovacie prvky a pridajte tlmenie
Praskanie, pukanie, prskanie	Oblúk alebo napätie izolácie	Ihneď odpojte napájanie a nechajte jednotku skontrolovať
Hlasné búchanie alebo búchanie	Uvoľnené upnutie jadra alebo vnútorná chyba	Vyraďte z prevádzky a skontrolujte
Bublanie alebo bublanie v jednotke naplnenej olejom	Plyn v oleji	Odber vzoriek oleja a úplná kontrola

Čo skutočne znižuje hluk

Inštalácia a montáž

Vyhnite sa stĺpovým stenám, zaveseným stropom a dutým podlahám; namontujte na pevný, hmotou zaťažený povrch.
Udržujte jednotky mimo rohov, schodísk a úzkych chodieb, kde sa odrazený zvuk pridáva.
Použite neoprénové podložky pre malé EI a toroidné jednotky a pružinové alebo gumené izolátory nad približne 50 kVA.
Používajte flexibilné vedenie a opletené články, aby sa vibrácie nešírili po pevnom potrubí.

Mechanické opravy

Znovu utiahnite svorky jadra a upevnenia krytu podľa figúrok výrobcu; tepelné cyklovanie ich uvoľňuje.
Pridajte na panely hromadne zaťaženú vinylovú alebo akustickú penu, aby boli vetracie cesty voľné.
Skontrolujte vôle. Kábel dotýkajúci sa vibrujúceho krytu bude bzučať oveľa viac ako samotný transformátor.

Voľby dizajnu

Zadajte nižšiu hustotu toku; tiché jednotky nesú viac jadrovej ocele a viac otáčok.
Požiadajte o stupňovité spoje jadra na pokos, ktoré sa upínajú pevnejšie ako jednoduché spoje na tupo.
S amorfnými jadrami zaobchádzajte opatrne: znižujú straty bez zaťaženia, ale zvyčajne bežia hlasnejšie.
V prípade toroidných a zvukových typov vákuový lak alebo zalievanie spojí zostavu dohromady a odstráni väčšinu hluku.

Zadanie Tichý od začiatku

Tam, kde bude transformátor umiestnený v blízkosti pracovných staníc, izieb pacientov alebo bytov, patrí hluk do špecifikačného listu. Zvukové skúšky v továrni sa vykonávajú v tichom prostredí; rovnaká jednotka v skutočnej miestnosti zvyčajne meria o 3 dB až 5 dB vyššie kvôli odrazom a hluku pozadia.

Typické hladiny hluku na jeden meter pre bežné typy transformátorov. Hodnoty sú orientačné a závisia od konštrukcie, zaťaženia a použitej normy.

Všetko, na čom záleží, napíšte do objednávky:

Garantovaná hladina zvuku v dB(A) na jeden meter, meraná podľa IEC 60076-10 pre výkonové transformátory alebo podľa príslušnej normy suchého typu.
Maximálna hustota toku pri menovitom napätí plus 5% so záväzkom, že dizajn zostane pod ňou.
Harmonické spektrum a akákoľvek jednosmerná zložka záťaže, takže jadro a vinutie môžu byť pre ňu dimenzované.
Či už sú zahrnuté izolačné držiaky, flexibilné pripojenia a odvetrávaný zvukový kryt.
Správa o zvukovej skúške s 1/3-oktávovým spektrom pre miesta citlivé na hluk.

Vo väčšine prípadov stojí extra jadrová oceľ menej ako akustický kryt a odstraňuje hluk pri jeho zdroji. Výrobca, ktorý navíja a testuje svoje vlastné jednotky, môže zvyčajne uviesť obe možnosti, preto uveďte cieľovú hodnotu decibelov a montážne podmienky, keď požiadate o vlastný dizajn transformátora .

Často kladené otázky

Je hučiaci transformátor nebezpečný?

Takmer nikdy. Hučanie sa objaví hneď, ako je jednotka pod napätím, aj keď nie je nič pripojené k sekundárnej časti. Praskanie, praskanie, zápach pálenia alebo náhla zmena výšky tónu sú signály, ktoré si vyžadujú pozornosť.

Prečo to v noci znie hlasnejšie?

Napájacie napätie stúpa, keď dopyt klesá a hluk pozadia v budove klesá. Oba efekty posúvajú ten istý hukot ďalej do vášho vedomia.

Môže byť transformátor úplne tichý?

Nie. Každé nabité jadro vibruje. Realistický cieľ je úroveň pod hlukom pozadia miestnosti v mieste počúvania.

Znamená vyššie hodnotenie kVA menej hluku?

Nie sám od seba. Štandardné hodnotenia sú navrhnuté pri podobných hustotách toku. Hluk klesá iba vtedy, keď je špecifikovaná nižšia hustota toku a zaplatená v materiáli jadra.

Mení záťaž brum?

Hučanie jadra zostáva zhruba konštantné od stavu bez zaťaženia po plné zaťaženie. Sily navíjania stúpajú s druhou mocninou prúdu, takže zvuk rastie a tvrdne so zvyšujúcim sa zaťažením.

Hluk transformátora je otázkou návrhu a inštalácie dlho predtým, ako sa stane otázkou údržby. Stabilný tón 100 Hz alebo 120 Hz vám povie, že jadro robí svoju prácu; nový hrkálka, praskanie alebo zmena výšky vám povie, aby ste sa pozreli bližšie. Meranie napájacieho napätia, harmonickej záťaže a hladiny zvuku na jednom metre zvyčajne identifikuje príčinu popoludní a tie isté tri čísla definujú, čo sa má pri ďalšej objednávke požadovať. Naše pozadie vo výrobe laminovaných EI, toroidných a C-jadrových transformátorov je zhrnuté na o stránke .