Zašto transformator zuji ili zuji? Uzroci, normalne razine zvuka i popravci

Laminirani transformator od 500 VA koji se nalazi na radnom stolu ispušta stabilan niski ton koji možete čuti s druge strane prostorije i nema ništa loše u tome. Na napajanju od 50 Hz nota je blizu 100 Hz; na napajanju od 60 Hz nalazi se blizu 120 Hz. Taj zvuk je čelik koji mijenja oblik u magnetskom polju, a ne komponenta koja se sprema pokvariti.

Kratak odgovor: zujanje dolazi uglavnom od magnetostrikcije, malenog širenja i skupljanja čelične jezgre dok se magnetsko polje preokreće, plus magnetske sile koje djeluju na namote. Na što god je transformator pričvršćen vijcima, pojačava tu vibraciju. Stabilan ton na dvostrukoj frekvenciji linije normalno je ponašanje.

Stabilan nizak ton, stalna visina: normalno brujanje jezgre.
Hum koji se diže i spušta s opterećenjem: vijugave i olovne sile.
Šuštavo zujanje nakon dodavanja ispravljača ili pogona: DC prednapon ili harmonici.
Pucketanje, pucketanje, lupanje ili nagla promjena tona: zaustavite se i istražite.

Ostatak ovog članka objašnjava svaki izvor, pokazuje kako odvojiti normalno zujanje od kvara i navodi što zapravo smanjuje buku.

Odakle Hum dolazi

Magnetostrikcija dominira. Zrnati silicijev čelik, materijal u gotovo svakoj laminiranoj jezgri, vrlo malo mijenja dimenziju kada je magnetiziran, s naprezanjem reda veličine nekoliko dijelova na milijun. Budući da se promjena događa u obje polovice ciklusa, jezgra vibrira na 100 Hz na 50 Hz opskrbi i na 120 Hz na 60 Hz opskrbi, s harmonicima naslaganim na vrhu. Jezgra pogonjena na 1,6 T do 1,7 T pomiče se više od jezgre pogonjene na 1,2 T, zbog čega tihi dizajni koriste više čelika jezgre i više zavoja umjesto jednostavno veće kVA nazivne vrijednosti.

Namoti su drugi. Struja u susjednim vodičima stvara sile proporcionalne kvadratu struje, tako da vibracije namota rastu s opterećenjem, dok zujanje jezgre ostaje gotovo isto od praznog hoda do punog opterećenja. Na maloj EI jedinici promjena je jedva čujna; na velikoj jedinici suhog tipa može doseći nekoliko decibela.

Struktura je na trećem mjestu i često je najveći multiplikator. Transformator pričvršćen na fleksibilnu čeličnu ploču, zid s klinovima ili šuplji pod zrači daleko više zvuka nego ista jedinica na betonskom postolju. Paneli kućišta, cjevovod i montažni kanali imaju svoju vlastitu rezonanciju, a ploča koja rezonira na 100 Hz može skromnu vibraciju pretvoriti u dron koji ispunjava prostoriju. Ventilatori i pumpe, gdje su ugrađeni, sami dodaju širokopojasnu buku.

Magnetostrikcija jezgre: 58%
Sile namota i vodova: 16%
Rezonancija kućišta: 16%
Ventilatori i pomoćni uređaji: 10%

Indikativna podjela zvučne buke za opterećeni suhi transformator izmjerena na jednom metru. Ravnoteža se mijenja s veličinom, materijalom jezgre i montažom.

Zašto zujanje postaje glasnije

Gustoća toka ovisi o primijenjenom naponu i frekvenciji, a ne o opterećenju. Transformator projektiran za 220 V pri 50 Hz radi blizu projektiranog toka; podignite opskrbu na 240 V i jezgra se pokreće otprilike 9% jače. Ispod koljena krivulje magnetizacije dodatni zvuk je skroman. Iznad njega, jezgra se zasiti tijekom dijela svake polovice ciklusa, trenutni valni oblik se iskrivljuje, a zujanje postaje glasnije, oštrije i bogatije harmonicima.

Prenapon i noćni učinak

Napon mreže raste kada potražnja padne, pa transformator često zvuči glasnije kasno noću. Ako se zujanje na distribucijskoj jedinici zamjetno pojača navečer, izmjerite opskrbu metrom s pravim RMS prije nego što pretpostavite grešku. Promjena slavine ili malo smanjenje primarnog napona često vraća izvornu razinu zvuka.

DC prednapon

Istosmjerna struja u namotu gura jezgru asimetrično prema zasićenju i proizvodi oštro zujanje umjesto glatkog tona. Poluvalni ispravljači, nefiltrirani punjači i neka oprema za zavarivanje česti su uzroci unutar postrojenja; geomagnetski poremećaji čine istu stvar velikim mrežnim transformatorima.

Harmonici i rezonancija

Pogoni s promjenjivom frekvencijom, napajanja s prekidačima i LED pogoni crpe struju u kratkim impulsima. Te harmonijske struje stvaraju vlastitu silu u namotima i brujenju daju hrapavu oštricu. U drugim slučajevima ništa se električki nije promijenilo: pobuda od 100 Hz ili 120 Hz jednostavno odgovara rezonantnoj frekvenciji ploče, a pritiskom ruke na kućište dok slušate to je najbrži način da je pronađete.

Normalno zujanje ili znak upozorenja?

Normalno zujanje je postojano, tiho i predvidljivo. Kvarovi i električni problemi rijetko su tako pristojni, a svaka iznenadna promjena u zvuku vrijedi sama istražiti.

Uobičajeni zvukovi transformatora, njihovi mogući uzroci i odgovarajući prvi odgovor.
Ono što čujete	Vjerojatni uzrok	Prvi odgovor
Stabilan niski ton na 100 ili 120 Hz	Magnetostrikcija u jezgri	Normalno; stavite izolacijske nosače ako je soba tiha
Hum koji raste s opterećenjem	Sile namota i harmonijske struje	Provjerite profil opterećenja i harmonijski spektar
Glasnije noću ili pri visokom naponu napajanja	Pretjerano uzbuđenje jezgre	Izmjerite napon napajanja i provjerite postavku slavine
Oštro zujanje otkako je instaliran ispravljač	DC prednapon or high harmonic current	Ugradite DC blokadu ili pregledajte dizajn opterećenja
Metalno zveckanje koje prestaje kada pritisnete ploču	Olabavljena ploča, vijak ili nosač	Ponovno zategnite pričvrsnice i dodajte prigušenje
Pucketanje, pucketanje, cvrčanje	Luk ili izolacijski napon	Odmah isključite struju i dajte jedinicu na pregled
Glasno lupanje ili lupanje	Labavo stezanje jezgre ili unutarnji kvar	Uklonite iz upotrebe i pregledajte
Grgljanje ili mjehurići u jedinici napunjenoj uljem	Plin u ulju	Uzorkovanje ulja i potpuna provjera

Što zapravo smanjuje buku

Montaža i montaža

Izbjegavajte zidove s klinovima, spuštene stropove i šuplje podove; montirati na krutu površinu opterećenu masom.
Držite jedinice podalje od kutova, stubišta i uskih hodnika, gdje se reflektirani zvuk povećava.
Koristite neoprenske jastučiće za male EI i toroidalne jedinice te opružne ili gumene izolatore iznad približno 50 kVA.
Upotrijebite fleksibilne cijevi i pletene veze kako se vibracije ne bi širile duž krutog cjevovoda.

Mehanički popravci

Ponovno zategnite stezaljke jezgre i pričvršćivače kućišta prema figurama proizvođača; toplinski ciklus ih olabavi.
Dodajte vinil ili akustičnu pjenu napunjenu masom na ploče, održavajući ventilacijske putove slobodnima.
Provjerite razmake. Kabel koji dodiruje vibrirajući poklopac zujat će mnogo više od samog transformatora.

Izbor dizajna

Navedite manju gustoću toka; tihe jedinice nose više čelične jezgre i više zavoja.
Zatražite spojeve sa zakošenom jezgrom s preklopom, koji se stežu čvršće od jednostavnih sučeonih spojeva.
Pažljivo postupajte s amorfnim jezgrama: one smanjuju gubitak bez opterećenja, ali obično rade glasnije.
Za toroidalne i audio tipove, vakuumski lak ili zalijevanje zaključava sklop zajedno i uklanja većinu zujanja.

Određivanje tihog od početka

Gdje će se transformator nalaziti u blizini radnih stanica, soba za pacijente ili stanova, buka pripada specifikacijskom listu. Tvornička ispitivanja zvuka provode se u tihom okruženju; ista jedinica u stvarnoj prostoriji obično mjeri 3 dB do 5 dB više zbog refleksije i pozadinske buke.

Tipične razine zvuka na jednom metru za uobičajene tipove transformatora. Vrijednosti su indikativne i ovise o dizajnu, opterećenju i korištenom standardu.

Sve što je bitno treba napisati u nalogu:

Zajamčena razina zvuka u dB(A) na jednom metru, mjerena prema IEC 60076-10 za energetske transformatore ili relevantnom standardu za suhi tip.
Maksimalna gustoća toka pri nazivnom naponu plus 5%, uz obvezu da dizajn ostane ispod toga.
Harmonijski spektar i bilo koja istosmjerna komponenta opterećenja, tako da jezgra i namot mogu biti dimenzionirani za to.
Bilo da su uključeni izolacijski nosači, fleksibilni priključci i ventilirana zvučna zaštita.
Izvješće o ispitivanju zvuka sa spektrom od 1/3 oktave za mjesta osjetljiva na buku.

U većini slučajeva dodatna čelična jezgra košta manje od akustične nape i uklanja buku na njenom izvoru. Proizvođač koji navija i testira vlastite jedinice obično može navesti obje opcije, pa navedite ciljnu brojku u decibelima i uvjete montaže kada tražite prilagođeni dizajn transformatora .

Često postavljana pitanja

Je li transformator koji bruji opasan?

Gotovo nikad. Brujanje se pojavljuje čim je jedinica pod naponom, čak i kada ništa nije spojeno na sekundar. Pucketanje, pucketanje, miris paljevine ili nagla promjena visine tona su signali na koje treba obratiti pozornost.

Zašto noću zvuči glasnije?

Napon napajanja raste kako potražnja pada, a pozadinska buka u zgradi opada. Oba učinka guraju isto brujanje dalje u vašu svijest.

Može li transformator biti potpuno tih?

Ne. Svaka energizirana jezgra vibrira. Realni cilj je razina ispod pozadinske buke prostorije u mjestu slušanja.

Znači li veća vrijednost kVA manje buke?

Ne samo po sebi. Standardne vrijednosti projektirane su pri sličnim gustoćama toka. Šum se smanjuje samo kada je specificirana niža gustoća toka i plaćena materijalom jezgre.

Mijenja li opterećenje zujanje?

Zujanje jezgre ostaje otprilike konstantno od praznog do punog opterećenja. Sile namota rastu s kvadratom struje, tako da zvuk raste i postaje sve jači kako se opterećenje povećava.

Buka transformatora je pitanje dizajna i instalacije mnogo prije nego što postane pitanje održavanja. Stabilan ton od 100 Hz ili 120 Hz govori vam da jezgra radi svoj posao; novo zveckanje, pucketanje ili promjena visine tona govori vam da bolje pogledate. Mjerenje napona napajanja, harmonika opterećenja i razine zvuka na jednom mjeraču obično identificira uzrok u poslijepodnevnim satima, a ta ista tri broja definiraju što treba tražiti pri sljedećoj narudžbi. Naše iskustvo u proizvodnji laminiranih EI, toroidalnih i C-jezgrenih transformatora sažeto je na o stranici .