Miksi muuntaja höyrää

Opettaja kysyy Vovochkalta: - Vovochka, ja kenen kanssa isäsi työskentelee? - Muuntaja, Maria Ivanovna. - Ja miten se on? - No, hän saa 380 ruplaa, antaa 220 äidilleen ja sumuttaa loput 160 ...

Miksi muuntaja höyrää? Oletko koskaan ajatellut tätä? Joku sanoo, että tämä johtuu siitä, että kelat ovat huonosti kiinnittyneet keskenään tai käämit värähtelevät ja koputtavat rauhaan. Ehkä ydinpinta-ala osoittautui pienemmäksi kuin laskelmat vaativat, vai kääntyikö käärityksen aikana liian monta volttia käännöstä kohti? Vastaako toimitettu taajuus tätä ydinmateriaalia? Ymmärretään kuitenkin.

Itse asiassa muuntajan hyräilyn syy on alun perin magnetostriktio. Magnetostriktio on ilmiö ferromagneettisen rungon koon ja muodon muutoksista vuorottelevan magneettikentän vaikutuksesta.

Ferromagneettisten kappaleiden koko ja muoto riippuvat niiden magnetointitilasta. James Joule vuonna 1842 ensin havaitsi, että kun rautaa viedään magneettikenttään, jälkimmäinen muuttaa muotoaan, pidentyen toiseen suuntaan suhteessa kenttään ja lyhentäen toiseen. Kehon tilavuus ei muuttunut huomattavasti.

Joten jos ferromagneetti sijoitetaan magneettikenttään, niin tämä johtaa ensisijaisesti muutokseen sen seurauksena tapahtuvaan magnetoitumiseen. Samanaikaisesti kehon koko muuttuu, mikä johtuu siitä, että spontaani magnetoituminen muuttaa suuntaa kehon eri osissa, ja siten myös spontaanien muodonmuutosten suunta muuttuu niissä. Tämä on ominaisuus, joka kuuluu luonnollisesti kaikkiin kappaleisiin (ferromagneetit vain silmiinpistävimmässä muodossa).

Magnetostriktion lisäksi melua voivat aiheuttaa toimivat öljypumput ja voimakkaiden muuntajien jäähdytysjärjestelmien tuulettimet. Käämitysten sähköodynaamiset voimat ja kuormitettua jännitettä säätelevät sähkömekaaniset laitteet aiheuttavat myös melua.

Tämän melun taso riippuu merkittävässä määrin sähkömagneettisen kuorman suuruudesta ja muuntajan kokonaismitoista. Ja melu perustuu ferroskooppisen magneettisen piirin värähtelyyn, joka liittyy magnetostriktioon. Ilmiön vakavuus riippuu magneettisen induktion suuruudesta, samoin kuin itse sähköteräksen rakenteesta ja fysikaalisista ominaisuuksista. Lisäksi tärinä siirretään öljy- ja ydintukiin, ja öljy- ja ydintuista - suoraan säiliöön.

Koska verkkojännitteen aallonpituus muuntajaöljyssä on noin 12 metriä ja säiliön seinämä sijaitsee pienellä etäisyydellä sydämestä, säiliö vastaanottaa ja toistaa kokonaan ytimen lähellä olevien osien vastaavat värähtelyt.

Joskus muut kohinalähteet osoittautuvat kovemmiksi, esimerkiksi sama aktiivinen jäähdytysjärjestelmä, mutta yleensä magneettisen syvyyden aiheuttama magneettinen kohina hallitsee.

Vaihtuvan magneettikentän vaikutuksesta ydin kokee vaihtuvat magnetostriktiiviset muodonmuutokset. Ja jos teräslevyt, joista ydin on vedetty, koettaisivat jännitystä, joka olisi verrannollinen suoraan magneettisen induktion neliöön, niin magneetostriktiivisillä värähtelyillä olisi yksi vakaa taajuus, joka on yhtä suuri kuin 100 Hz 50 Hz: n verkossa. Todellisuudessa tämä riippuvuus ei ole kuitenkaan suoraan verrannollinen, ja värähtelyt ja niiden jälkeen säiliön värähtely tuottavat melua korkeammilla harmonisilla.

Sekä kylmävalssatulle että kuumavalssatulle sähköteräkselle on tietoja suhteellisesta kvantitatiivisesta venymästä magnetostriktion aikana. Kuumavalssattu teräslevy, jolla on korkea piipitoisuus, estää melkein kokonaan magnetostriktion esiintymisen, ja 6% muuntajateräkseen lisätystä piistä estää sen melkein.Tällaista terästä ei kuitenkaan voida käyttää muuntajassa sen huonojen mekaanisten ominaisuuksien vuoksi.

Kylmävalssatussa teräksessä, jolla on sama magneettisen induktion arvo, suhteellinen venymä on pienempi kuin kuumavalssatussa teräksessä. Mutta johtuen siitä tosiasiasta, että kylmävalssatun teräksen sydämissä induktio ylittää kuumavalssatun teräksen induktion, ytimien pidennys on suunnilleen sama.

Tutkimukset ovat osoittaneet, että kuumavalssatun teräksen magneettisen piirin melu, jonka induktioarvo on 1,35 T, vastaa kylmävalssatun teräksen melua, jonka magneettinen induktio on 1,55 T. Ja kun induktio kasvaa kylmävalssatun teräsmuuntajan ytimessä 0,1 T, melu vahvistuu 8 dB.

Muuntajan ydin voi myös saada resonanssin magnetostriktion aiheuttamilla värähtelyillä ja jopa magneettisen piirin värähtelyharmonisilla alueilla. Jos magneettinen piiri tai muuntajan osat joutuvat resonanssiin näiden harmonisten kanssa, niin kohina-alue, jolla on korostetut huiput, kattaa useita harmonisia, jotka ovat kaksinkertaiset verkon taajuuteen nähden.

Kokeellisesti vahvistettiin, että magneettisen piirin värähtelyjen harmoniset harmoniset komponentit ovat erityisen voimakkaita magneettisen induktion suurilla arvoilla, kun magnetointikäyrän epälineaarinen osa siirtyy, kun läsnä on runsaasti magnetostriktiivisten värähtelyjen harmonisia harmonioita.

Yksi tämän muuntajan kohinan pääkomponenteista kuuluu arkkien poikittaiseen värähtelyyn. Nämä erilliset värähtelyt johtuvat levyn pituuden ja paksuuden eroista, mistä seuraa, että kunkin levyn pidentymiskertoimet ovat erilaisia, ja tämä johtaa nivelvälin muutokseen hetkellisen induktion arvojen funktiona.

Tämä johtaa magneettivuon uudelleenjakautumiseen vierekkäisten levyjen välillä, ja tuloksena saadaan levyjen poikittaiset värähtelyt. Magneettivuo muuttuu ajan myötä, ja sen mukana ferromagneettin kyllästymisaste. Magnetointikäyrä on vääristynyt, ja seurauksena korkeammat harmoniset ja magnetostriktion kohinat ilmestyvät.

On tärkeää, että ytimen pituus muuttuu paitsi magnetostriktiosta myös magneettisten voimien vaikutuksesta, jotka syntyvät, kun magneettinen virta kulkee levyltä levylle. Tämä tapahtuu, kun rinnakkaislevyt erottuvat magneettisen läpäisevyyden perusteella.

Kokeellisesti vahvistettiin, että levyjen sekä pitkittäiset että poikittaiset värähtelyt tuottavat värähtelyjä ja melua suunnilleen saman voimakkuuden. Tästä syystä, vaikka yksi muuntajan kohinalähteistä vaimennettaisiin kokonaan, kokonaismelu ei vähene enempää kuin 3 dB.

Reaktorit ja reaktorit, joissa on rakenteellisia ilmarakoja, erottuvat melusta, jonka juuri magneettiset voimat aiheuttavat. Kahden, raon kanssa erotetun osan välissä, vuorottelevat vetovoimat syntyvät kaksinkertaisella magnetointitaajuudella.

Kuormituksella toimivan muuntajan käämityksissä esiintyvien sähköodynaamisten voimien aiheuttama melu on yleensä melko hiljaista, jos aksiaalista vastaväliä ei ole, kuten joustavalle käämipuristukselle on tyypillistä. Siksi tämän melumuuntajan kuormitustaso on käytännössä riippumaton.

Tämän sijainnin avulla voit normalisoida muuntajan melutaso. Kuorman luonne ja suuruus liittyvät kuitenkin edelleen muuntajateräksen magneettiseen induktioon käytön aikana, joten magneettisen kohinan taso kuormitustehon kanssa on edelleen verrannollinen.

Toivomme, että tämä lyhyt artikkeli antoi kokemattomalle lukijalle mahdollisuuden saada vastaus kysymykseen, miksi muuntaja sumisee.

Tämä on mielenkiintoista:Kuinka selvittää muuntajan teho ja virta sen ulkoasun perusteella