Waarom zoemt de transformator

De leraar vraagt ​​Vovochka: - Vovochka, en met wie werkt je vader? - Transformator, Maria Ivanovna. - En hoe is dat? - Nou, hij krijgt 380 roebel, geeft 220 aan zijn moeder en zoemt de resterende 160 ...

Waarom zoemt de transformator? Heb je hier ooit over nagedacht? Iemand zal zeggen dat dit komt omdat de spoelen slecht onderling zijn gefixeerd of de wikkelingen oscilleren en op ijzer kloppen. Misschien bleek het kerngebied kleiner te zijn dan het vereiste door berekeningen, of zijn er te veel volt per draaiing gebleken tijdens het wikkelen? Komt de geleverde frequentie overeen met dit kernmateriaal? Laten we het echter begrijpen.

In feite is de oorzaak van het neuriën van de transformator aanvankelijk magnetostrictie. Magnetostrictie is het fenomeen van veranderingen in de grootte en vorm van een ferromagnetisch lichaam onder invloed van een wisselend magnetisch veld.

De afmetingen en vorm van ferromagnetische lichamen hangen af ​​van de staat van hun magnetisatie. James Joule in 1842 ontdekte voor het eerst dat wanneer ijzer in het magnetische veld wordt geïntroduceerd, dit laatste van vorm verandert, in de ene richting ten opzichte van het veld verlengt en in de andere verkort. Het lichaamsvolume van het lichaam veranderde niet merkbaar.

Dus als een ferromagneet in een magnetisch veld wordt geplaatst, zal dit primair leiden tot een verandering in de resulterende magnetisatie. Tegelijkertijd zal een verandering in lichaamsgrootte optreden vanwege het feit dat spontane magnetisatie van richting verandert in verschillende delen van het lichaam, en daarom verandert ook de richting van spontane vervormingen daarin. Dit is een eigenschap die inherent is aan alle lichamen (ferromagneten alleen in de meest opvallende vorm).

Naast magnetostrictie kan geluid worden veroorzaakt door werkende oliepompen en ventilatoren van koelsystemen van krachtige transformatoren. De elektrodynamische krachten in de wikkelingen en de elektromechanische apparaten die de spanning onder belasting regelen, veroorzaken ook ruis.

Het niveau van deze ruis hangt in belangrijke mate af van de grootte van de elektromagnetische belasting en de totale afmetingen van de transformator. En het geluid is gebaseerd op de trilling van een ferromagnetisch magnetisch circuit dat gepaard gaat met magnetostrictie. De ernst van het fenomeen hangt af van de grootte van de magnetische inductie, evenals van de structuur en fysische eigenschappen van het elektrische staal zelf. Verder wordt de trilling overgedragen op de olie- en kernsteunen en van de olie- en kernsteunen - rechtstreeks op de tank.

Omdat de golflengte voor de netfrequentie in de transformatorolie ongeveer 12 meter is en de tankwand zich op een kleine afstand van de kern bevindt, ontvangt en reproduceert de tank volledig de overeenkomstige trillingen van nabijgelegen delen van de kern.

Soms blijken andere geluidsbronnen luider te zijn, bijvoorbeeld hetzelfde actieve koelsysteem, maar het is de magnetische kernruis veroorzaakt door magnetostrictie die over het algemeen domineert.

Onder invloed van een wisselend magnetisch veld ondergaat de kern wisselend magnetostrictieve vervormingen. En als de staalplaten waaruit de kern werd getrokken een spanning zouden ervaren die recht evenredig is met het kwadraat van de magnetische inductie, dan zouden de magnetostrictieve trillingen een stabiele frequentie hebben gelijk aan 100 Hz voor 50 Hz netwerk. In werkelijkheid is deze afhankelijkheid echter niet direct evenredig, en de trillingen, en daarna de trillingen van de tank, produceren lawaai met hogere harmonischen.

Voor zowel koudgewalste als warmgewalste elektrische staalsoorten zijn gegevens beschikbaar over de relatieve kwantitatieve rek tijdens magnetostrictie. Warmgewalst plaatstaal met een hoog siliciumgehalte voorkomt bijna volledig de manifestatie van magnetostrictie en 6% van het aan het transformatiestaal toegevoegde silicium blokkeert het bijna.Maar dergelijk staal kan vanwege zijn slechte mechanische eigenschappen niet in transformatoren worden gebruikt.

In koudgewalst staal, met dezelfde waarde van magnetische inductie, is de rek minder dan in warmgewalst staal. Maar vanwege het feit dat de inductie in de kernen van koudgewalst staal superieur is aan de inductie voor warmgewalst staal, zijn de verlengingen van de kernen ongeveer hetzelfde.

Studies hebben aangetoond dat het geluid van een warmgewalst staal magnetisch circuit met een inductiewaarde van 1,35 T overeenkomt met het geluid van koudgewalst staal met een magnetische inductie van 1,55 T. En met een toename van de inductie in de kern van een koudgewalste stalen transformator met 0,1 T, wordt het geluid sterker met 8 dB.

De transformatorkern kan ook in resonantie komen met trillingen door magnetostrictie en zelfs met harmonischen van trillingen in het magnetische circuit. Als het magnetische circuit of delen van de transformator in resonantie vallen met deze harmonischen, zal het ruisbereik met uitgesproken pieken meerdere harmonischen van tweemaal de netwerkfrequentie dekken.

Er werd experimenteel bevestigd dat de harmonischen van de magnetische circuittrillingen vooral uitgesproken zijn bij hoge waarden van magnetische inductie, wanneer een niet-lineair gedeelte van de magnetisatiecurve overgaat in aanwezigheid van een overvloed aan harmonischen van magnetostrictieve trillingen.

Een van de belangrijkste componenten van dit geluid in de transformator behoort tot de dwarse trillingen van de platen. Deze verschillende trillingen treden op als gevolg van verschillen in plaatlengte en -dikte; als gevolg hiervan zijn de rekfactoren voor elke plaat verschillend en dit leidt tot een verandering in de voegspleet als een functie van momentane inductiewaarden.

Dit leidt tot een herverdeling in de tijd van magnetische flux tussen aangrenzende platen, en als resultaat worden transversale trillingen van de platen verkregen. De magnetische flux verandert in de tijd, en daarmee de mate van verzadiging van de ferromagneet. De magnetisatiecurve is vervormd en als gevolg daarvan verschijnen hogere harmonischen en magnetostrictieruis.

Het is belangrijk dat de lengte van de kern niet alleen verandert door magnetostrictie, maar ook onder invloed van magnetische krachten die ontstaan ​​wanneer de magnetische flux van plaat naar plaat gaat. Dit gebeurt wanneer de parallelle platen worden onderscheiden door magnetische permeabiliteit.

Experimenteel werd bevestigd dat zowel longitudinale als transversale trillingen van de platen trillingen en lawaai van ongeveer dezelfde intensiteit genereren. Daarom, zelfs als een van de transformatorruisbronnen volledig wordt onderdrukt, zal de totale ruis niet met meer dan 3 dB afnemen.

Reactoren, reactoren met structurele luchtspleten onderscheiden zich door geluid dat precies wordt veroorzaakt door magnetische krachten. Tussen twee delen, gescheiden door een opening, ontstaan ​​afwisselende aantrekkingskrachten met een dubbele magnetisatiefrequentie.

Het geluid dat wordt veroorzaakt door elektrodynamische krachten in de wikkelingen van een transformator die onder belasting werkt, is meestal vrij stil als er geen axiale speling is, zoals typisch is voor elastisch wikkelen. Daarom is het belastingsniveau van deze geluidstransformator praktisch onafhankelijk.

Met deze positie kunt u het geluidsniveau van de transformator normaliseren. De aard en omvang van de belasting wordt echter nog steeds geassocieerd met magnetische inductie in transformatiestaal tijdens bedrijf, daarom is het niveau van magnetische ruis met het belastingsvermogen nog steeds gerelateerd.

We hopen dat dit korte artikel een onervaren lezer in staat stelde een antwoord te krijgen op de vraag waarom de transformator zoemt.

Dit is interessant:Hoe de kracht en stroom van een transformator te achterhalen door zijn uiterlijk