Γιατί ο μετασχηματιστής βουίζει

Ο δάσκαλος ζητά Vovochka: - Vovochka, και με ποιον κάνει ο μπαμπάς σας δουλειά; - Μετασχηματιστής, Μαρία Ιβάνονα. - Και πώς είναι αυτό; - Λοιπόν, παίρνει 380 ρούβλια, δίνει 220 στη μητέρα του και χτυπά τα υπόλοιπα 160 ...

Γιατί ο μετασχηματιστής βουίζει; Έχετε σκεφτεί ποτέ κάτι τέτοιο; Κάποιος θα πει ότι αυτό συμβαίνει επειδή τα πηνία είναι κακώς στερεωμένα μεταξύ τους ή οι περιελίξεις ταλαντεύονται, χτυπάει το σίδερο. Ίσως η περιοχή πυρήνα να αποδειχθεί ότι είναι μικρότερη από την απαιτούμενη από τους υπολογισμούς, ή έκαναν πάρα πολλά βολτά ανά στροφή κατά τη διάρκεια της εκκαθάρισης; Η συχνότητα που παρέχεται αντιστοιχεί σε αυτό το υλικό πυρήνα; Ας καταλάβουμε, ωστόσο.

Στην πραγματικότητα, η αιτία του humming μετασχηματιστή είναι αρχικά magnetostriction. Η μαγνητοσυστολή είναι το φαινόμενο των αλλαγών στο μέγεθος και το σχήμα ενός σιδηρομαγνητικού σώματος υπό την επίδραση ενός εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου.

Τα μεγέθη και το σχήμα των σιδηρομαγνητικών σωμάτων εξαρτώνται από την κατάσταση της μαγνήτισης τους. James Joule το 1842 ανακάλυψε αρχικά ότι όταν εισάγεται σίδερο στο μαγνητικό πεδίο, ο τελευταίος αλλάζει το σχήμα του, επιμηκύνοντας σε μία κατεύθυνση σε σχέση με το πεδίο και μειώνοντας στο άλλο. Ο όγκος του σώματος του σώματος δεν άλλαξε αισθητά.

Έτσι, αν τοποθετηθεί ένα μαγνητικό μαγνητικό πεδίο σε ένα μαγνητικό πεδίο, τότε αυτό θα οδηγήσει κατά κύριο λόγο σε μια αλλαγή στη μαγνητισμό που προκύπτει από αυτό. Ταυτόχρονα, μια αλλαγή στο μέγεθος του σώματος θα συμβεί λόγω του γεγονότος ότι ο αυθόρμητος μαγνητισμός αλλάζει την κατεύθυνσή του σε διάφορα μέρη του σώματος και επομένως αλλάζει και η κατεύθυνση των αυθόρμητων παραμορφώσεων. Αυτή είναι μια ιδιότητα που είναι εγγενής σε όλα τα σώματα (σιδηρομαγνήτες μόνο στην πιο εντυπωσιακή μορφή).

Εκτός από την μαγνητοσυστολία, ο θόρυβος μπορεί να προκληθεί από τις αντλίες λαδιού εργασίας και τους ανεμιστήρες των συστημάτων ψύξης των ισχυρών μετασχηματιστών. Οι ηλεκτροδυναμικές δυνάμεις στις περιελίξεις και οι ηλεκτρομηχανικές διατάξεις που ρυθμίζουν την τάση υπό φορτίο δημιουργούν επίσης θόρυβο.

Σε σημαντικό βαθμό, το επίπεδο αυτού του θορύβου εξαρτάται από το μέγεθος του ηλεκτρομαγνητικού φορτίου και τις συνολικές διαστάσεις του μετασχηματιστή. Και ο θόρυβος βασίζεται στη δόνηση ενός σιδηρομαγνητικού μαγνητικού κυκλώματος που συνοδεύει τη μαγνητοσυστολή. Η σοβαρότητα του φαινομένου εξαρτάται από το μέγεθος της μαγνητικής επαγωγής, καθώς και από τη δομή και τα φυσικά χαρακτηριστικά του ίδιου του ηλεκτρικού χάλυβα. Επιπλέον, η δόνηση μεταδίδεται στα υποστηρίγματα λαδιού και πυρήνα, και από τα στηρίγματα λαδιού και πυρήνα - απευθείας στη δεξαμενή.

Δεδομένου ότι το μήκος κύματος για τη συχνότητα δικτύου στο μετασχηματιστή είναι περίπου 12 μέτρα και το τοίχωμα της δεξαμενής βρίσκεται σε μικρή απόσταση από τον πυρήνα, η δεξαμενή δέχεται πλήρως και αναπαράγει τις αντίστοιχες δονήσεις των κοντινών τμημάτων του πυρήνα.

Μερικές φορές άλλες πηγές θορύβου αποδεικνύονται πιο δυνατές, για παράδειγμα, το ίδιο ενεργό σύστημα ψύξης, ωστόσο, είναι ο βασικός μαγνητικός θόρυβος που προκαλείται από την μαγνητοσυστολία που κυριαρχεί γενικά.

Υπό την επίδραση ενός εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου, ο πυρήνας παρουσιάζει εναλλασσόμενες μαγνητοσυστορικές παραμορφώσεις. Και αν τα χαλύβδινα φύλλα από τα οποία τραβήχτηκε ο πυρήνας θα βιώσουν το τέντωμα σε άμεση αναλογία προς το τετράγωνο της μαγνητικής επαγωγής, τότε οι μαγνητοπαραμορφωτικές δονήσεις θα έχουν μία σταθερή συχνότητα ίση με 100 Ηζ για δίκτυο 50 Ηζ. Ωστόσο, στην πραγματικότητα αυτή η εξάρτηση δεν είναι άμεσα αναλογική, και οι δονήσεις, και μετά από αυτές η δόνηση της δεξαμενής, παράγουν θόρυβο με υψηλότερες αρμονικές.

Για ηλεκτρικούς χάλυβες ψυχρής έλασης και θερμής έλασης, είναι διαθέσιμα δεδομένα σχετικά με τη σχετική ποσοτική επιμήκυνση κατά τη διάρκεια της μαγνητοσυστολής. Ο χάλυβας θερμής έλασης με υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο εμποδίζει σχεδόν πλήρως την εκδήλωση μαγνητοσυστολής και το 6% του πυριτίου που προστίθεται στον μετασχηματιστή χάλυβα σχεδόν αποκλείει.Αλλά τέτοιο χάλυβα δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μετασχηματιστές λόγω των κακών μηχανικών χαρακτηριστικών του.

Στον χάλυβα ψυχρής έλασης, με την ίδια τιμή μαγνητικής επαγωγής, η επιμήκυνση είναι μικρότερη από τον χάλυβα θερμής έλασης. Αλλά λόγω του γεγονότος ότι η επαγωγή στους πυρήνες του χάλυβα ψυχρής έλασης υπερβαίνει την επαγωγή για χάλυβα θερμής έλασης, οι επιμηκύνσεις των πυρήνων είναι περίπου ίδιες.

Μελέτες έχουν δείξει ότι ο θόρυβος ενός μαγνητικού κυκλώματος χάλυβα θερμής έλασης με τιμή επαγωγής 1,35 Τ αντιστοιχεί στον θόρυβο του χάλυβα ψυχρής έλασης με μαγνητική επαγωγή 1,55 T. Και με την αύξηση της επαγωγής στον πυρήνα ενός μεταλλικού μετασχηματιστή ψυχρής έλασης κατά 0,1 T, ο θόρυβος γίνεται ισχυρότερος κατά 8 dB.

Ο πυρήνας του μετασχηματιστή μπορεί επίσης να φτάσει σε συντονισμό με τους κραδασμούς από την μαγνητοσυστολή και ακόμη και με αρμονικές δονήσεις στο μαγνητικό κύκλωμα. Εάν το μαγνητικό κύκλωμα ή τμήματα του μετασχηματιστή πέφτουν σε συντονισμό με αυτές τις αρμονικές, τότε το εύρος θορύβου με έντονες κορυφές θα καλύψει πολλαπλές αρμονικές διπλάσιες της συχνότητας δικτύου.

Έχει πειραματικά επιβεβαιωθεί ότι οι αρμονικές των δονήσεων του μαγνητικού κυκλώματος είναι ιδιαίτερα έντονες σε υψηλές τιμές μαγνητικής επαγωγής, όταν ένα μη γραμμικό τμήμα της καμπύλης μαγνήτισης μεταβαίνει παρουσία μιας αφθονίας αρμονικών μαγνητοσυστολικών δονήσεων.

Ένα από τα κύρια συστατικά αυτού του θορύβου στον μετασχηματιστή ανήκει στους εγκάρσιους κραδασμούς των φύλλων. Αυτές οι ξεχωριστές δονήσεις εμφανίζονται λόγω των διαφορών στο μήκος και το πάχος του φύλλου · ως αποτέλεσμα, οι συντελεστές επιμήκυνσης για κάθε φύλλο είναι διαφορετικοί και αυτό οδηγεί σε αλλαγή στο διάκενο της άρθρωσης ως συνάρτηση των στιγμιαίων τιμών επαγωγής.

Αυτό οδηγεί σε μια χρονική ανακατανομή της μαγνητικής ροής μεταξύ γειτονικών φύλλων, και ως αποτέλεσμα έχουν ληφθεί εγκάρσιες δονήσεις των φύλλων. Η μαγνητική ροή αλλάζει στο χρόνο, και μαζί με αυτό ο βαθμός κορεσμού του σιδηρομαγνήτη. Η καμπύλη μαγνήτισης παραμορφώνεται και ως αποτέλεσμα, εμφανίζονται υψηλότερες αρμονικές και θόρυβος μαγνητοσυστολής.

Είναι σημαντικό το μήκος του πυρήνα να αλλάζει όχι μόνο από την μαγνητοσυστολή, αλλά και υπό την επίδραση μαγνητικών δυνάμεων που προκύπτουν κατά τη μετάβαση της μαγνητικής ροής από πλάκα σε πλάκα. Αυτό συμβαίνει όταν οι παράλληλες πλάκες διακρίνονται από τη μαγνητική διαπερατότητα.

Έχει επιβεβαιωθεί πειραματικά ότι τόσο οι διαμήκεις όσο και οι εγκάρσιες δονήσεις των φύλλων δημιουργούν δονήσεις και θόρυβο περίπου της ίδιας έντασης. Συνεπώς, ακόμα και αν μία από τις πηγές θορύβου του μετασχηματιστή έχει καταστραφεί εντελώς, ο συνολικός θόρυβος δεν θα μειωθεί κατά περισσότερο από 3 dB.

Οι αντιδραστήρες, οι αντιδραστήρες που έχουν διαρθρωτικά κενά αέρα διακρίνονται από το θόρυβο που προκαλείται ακριβώς από τις μαγνητικές δυνάμεις. Μεταξύ δύο τμημάτων, που χωρίζονται από ένα κενό, προκύπτουν εναλλασσόμενες δυνάμεις έλξης με συχνότητα διπλής μαγνήτισης.

Ο θόρυβος που προκαλείται από τις ηλεκτροδυναμικές δυνάμεις στις περιελίξεις ενός μετασχηματιστή που λειτουργεί υπό φορτίο είναι συνήθως αρκετά ήσυχος αν δεν υπάρχει αξονική οσφυϊκή δύναμη, όπως συμβαίνει με την πίεση ελαστικής περιέλιξης. Επομένως, η στάθμη φορτίου αυτού του μετασχηματιστή θορύβου είναι πρακτικά ανεξάρτητη.

Αυτή η θέση σας επιτρέπει να ομαλοποιήσετε το επίπεδο θορύβου του μετασχηματιστή. Ωστόσο, η φύση και το μέγεθος του φορτίου εξακολουθούν να συνδέονται με τη μαγνητική επαγωγή στον μετασχηματιστή χάλυβα κατά τη λειτουργία, επομένως, το επίπεδο του μαγνητικού θορύβου με την ισχύ φορτίου εξακολουθεί να σχετίζεται.

Ελπίζουμε ότι αυτό το σύντομο άρθρο επέτρεψε σε έναν άπειρο αναγνώστη να πάρει μια απάντηση στο ερώτημα γιατί ο μετασχηματιστής βουίζει.

Αυτό είναι ενδιαφέρον:Πώς να μάθετε την ισχύ και το ρεύμα ενός μετασχηματιστή από την εμφάνισή του