De ce un transformator bâzâie sau bâzâie? Cauze, niveluri normale ale sunetului și remedieri

Un transformator laminat de 500 VA așezat pe un banc de lucru emite un ton scăzut și constant, pe care îl puteți auzi de peste cameră și nu este nimic în neregulă cu el. Pe o sursă de 50 Hz nota se află aproape de 100 Hz; pe o sursă de 60 Hz se află aproape de 120 Hz. Acest sunet este oțel care își schimbă forma într-un câmp magnetic, nu o componentă pe cale să cedeze.

Răspunsul scurt: zumzetul provine în principal din magnetostricție, din mica expansiune și contracție a miezului de oțel pe măsură ce câmpul magnetic se inversează, plus forțele magnetice care acționează asupra înfășurărilor. Indiferent la care este înșurubat transformatorul, apoi amplifică această vibrație. Un ton constant la o frecvență de două ori linie este un comportament normal.

Ton scăzut constant, înălțime constantă: zumzet normal de miez.
Zumzet care urcă și coboară cu sarcina: forțe de înfășurare și de plumb.
Bâzâit zguduitor după ce a fost adăugat un redresor sau o unitate: polarizare DC sau armonici.
Trosnet, popping, lovitură sau o schimbare bruscă a tonului: opriți-vă și investigați.

Restul acestui articol explică fiecare sursă, arată cum să separați un zumzet normal de o defecțiune și enumeră ceea ce reduce de fapt zgomotul.

De unde vine zumzetul

Magnetostricția domină. Oțelul siliciu orientat pe granule, materialul din aproape fiecare miez laminat, își schimbă dimensiunea foarte ușor atunci când este magnetizat, cu o deformare de ordinul câteva părți per milion. Deoarece schimbarea are loc în ambele jumătăți ale ciclului, miezul vibrează la 100 Hz pe surse de 50 Hz și la 120 Hz pe surse de 60 Hz, cu armonici stivuite deasupra. Un miez antrenat la 1,6 T până la 1,7 T mută mai mult decât unul condus la 1,2 T, motiv pentru care modelele silențioase folosesc mai multe miezuri de oțel și mai multe spire, mai degrabă decât pur și simplu o capacitate kVA mai mare.

Înfăşurările vin pe locul al doilea. Curentul din conductoarele adiacente creează forțe proporționale cu pătratul curentului, astfel încât vibrația înfășurării crește odată cu sarcina, în timp ce zumzetul miezului rămâne aproape același de la fără sarcină la sarcină maximă. La o unitate EI mică schimbarea este abia audibilă; pe o unitate mare de tip uscat poate ajunge la câțiva decibeli.

Structura ocupă locul al treilea și este adesea cel mai mare multiplicator. Un transformator fixat pe un panou flexibil din oțel, pe un perete cu știfturi sau pe o podea goală radiază mult mai mult sunet decât aceeași unitate pe un soclu de beton. Panourile carcasei, conductele și canalele de montare au fiecare propria rezonanță, iar un panou care rezonează la 100 Hz poate transforma o vibrație modestă într-o dronă care umple încăperea. Ventilatoarele și pompele, acolo unde sunt prevăzute, adaugă propriul zgomot în bandă largă.

Magnetostricția miezului: 58%
Forțe de înfășurare și plumb: 16%
Rezonanță incintă: 16%
Ventilatoare și auxiliare: 10%

Diviziunea indicativă a zgomotului audibil pentru un transformator de tip uscat încărcat măsurat la un metru. Echilibrul se schimbă cu dimensiunea, materialul miezului și montarea.

De ce zumzetul devine mai tare

Densitatea fluxului depinde de tensiunea și frecvența aplicate, nu de sarcină. Un transformator proiectat pentru 220 V la 50 Hz rulează aproape de fluxul său de proiectare; ridicați alimentarea la 240 V și miezul este condus cu aproximativ 9% mai greu. Sub genunchiul curbei de magnetizare, sunetul suplimentar este modest. Deasupra acestuia, miezul se saturează în timpul fiecărei jumătăți de ciclu, forma de undă curentă se distorsionează, iar zumzetul devine mai puternic, mai aspru și mai bogat în armonici.

Supratensiune și efect de noapte

Tensiunea rețelei crește atunci când cererea scade, astfel încât un transformator sună frecvent mai tare noaptea târziu. Dacă zgomotul de pe o unitate de distribuție crește considerabil seara, măsurați alimentarea cu un contor cu valoare efectivă reală înainte de a presupune o defecțiune. O schimbare a robinetului sau o mică reducere a tensiunii primare restabilește adesea nivelul inițial de sunet.

polarizarea DC

Curentul direct dintr-o înfășurare împinge miezul asimetric spre saturație și produce un bâzâit dur în loc de un ton neted. Redresoarele cu semi-unda, incarcatoarele nefiltrate si unele echipamente de sudura sunt cauze comune in interiorul unei instalatii; perturbațiile geomagnetice fac același lucru cu transformatoarele de rețea mari.

Armonice și rezonanță

Dispozitivele de frecvență variabilă, sursele de comutare și driverele LED consumă curent în impulsuri scurte. Acei curenți armonici își construiesc propriul model de forță în înfășurări și conferă zumzetului o margine zguduitoare. În alte cazuri, nimic electric nu s-a schimbat deloc: o excitație de 100 Hz sau 120 Hz se potrivește pur și simplu cu frecvența de rezonanță a unui panou, iar apăsarea unei mâini pe carcasă în timp ce ascultați este cea mai rapidă modalitate de a o găsi.

Zumzet normal sau semn de avertizare?

Zumzetul normal este constant, scăzut și previzibil. Defecțiunile și problemele electrice sunt rareori atât de politicoase și orice schimbare bruscă a sunetului merită investigată de la sine.

Sunetele obișnuite ale transformatorului, cauzele lor probabile și primul răspuns adecvat.
Ce auzi	Cauza probabila	Primul răspuns
Ton scăzut constant la 100 sau 120 Hz	Magnetostricție în miez	Normal; montați suporturi de izolare dacă camera este liniștită
Zum care crește cu sarcina	Forțe de înfășurare și curenți armonici	Verificați profilul de sarcină și spectrul armonic
Mai tare noaptea sau la tensiune mare de alimentare	Supraexcitare centrală	Măsurați tensiunea de alimentare și verificați setarea robinetului
Bâzâit dur de când a fost instalat un redresor	polarizarea DC or high harmonic current	Montați blocarea DC sau revizuiți designul sarcinii
Zonăitură metalic care se oprește când apăsați un panou	Panou, șurub sau suport slăbit	Strângeți din nou elementele de fixare și adăugați amortizare
Tropâit, pocnit, sfârâit	Tensiuni de arc sau de izolație	Opriți imediat tensiunea și verificați unitatea
Locuit puternic sau ciocănit	Strângerea miezului slăbită sau o defecțiune internă	Scoateți din serviciu și verificați
Gâgâituri sau barbotații într-o unitate plină cu ulei	Gaz în ulei	Prelevare de probe de ulei și o verificare completă

Ceea ce reduce de fapt zgomotul

Instalare si montare

Evitați pereții cu știfturi, tavanele suspendate și podelele goale; montați pe o suprafață rigidă, încărcată cu masă.
Păstrați unitățile departe de colțuri, case de scări și coridoare înguste, unde sunetul reflectat se adaugă.
Utilizați plăcuțe din neopren pentru unități mici EI și toroidale și izolatoare cu arc sau cauciuc în forfecare peste aproximativ 50 kVA.
Utilizați conducte flexibile și legături împletite, astfel încât vibrațiile să nu circule de-a lungul conductelor rigide.

Remedieri mecanice

Strângeți din nou clemele de miez și elementele de fixare ale carcasei la figurile producătorului; ciclul termic le slăbește.
Adăugați vinil încărcat în masă sau spumă acustică pe panouri, păstrând căile de ventilație libere.
Verificați degajările. Un cablu care atinge un capac vibrator va zumâia mult mai mult decât transformatorul în sine.

Alegeri de design

Specificați o densitate de flux mai mică; unitățile silențioase transportă mai multe miezuri de oțel și mai multe spire.
Solicitați îmbinări cu miez cu oglindă, care se fixează mai rigid decât îmbinările cap la cap simple.
Tratați miezurile amorfe cu grijă: reduc pierderile fără sarcină, dar de obicei rulează mai tare.
Pentru tipurile toroidale și audio, lacul de vid sau ghiveciul blochează ansamblul și elimină cea mai mare parte a zgomotului.

Specificarea Silențioasă de la început

Acolo unde un transformator va sta în apropierea stațiilor de lucru, a camerelor pacienților sau a apartamentelor, zgomotul aparține fișei de specificații. Testele de sunet din fabrică sunt efectuate într-un mediu liniștit; aceeași unitate dintr-o cameră reală măsoară de obicei cu 3 dB până la 5 dB mai mult din cauza reflexiilor și a zgomotului de fundal.

Niveluri de sunet tipice la un metru pentru tipurile obișnuite de transformatoare. Valorile sunt orientative și depind de proiectare, sarcină și standardul utilizat.

Orice lucru care contează ar trebui să fie scris în comandă:

Un nivel de sunet garantat în dB(A) la un metru, măsurat conform IEC 60076-10 pentru transformatoarele de putere sau standardul de tip uscat relevant.
Densitatea maximă a fluxului la tensiunea nominală plus 5%, cu angajamentul ca designul să rămână sub aceasta.
Spectrul armonic și orice componentă DC a sarcinii, astfel încât miezul și înfășurarea pot fi dimensionate pentru acesta.
Indiferent dacă sunt incluse suporturi de izolare, conexiuni flexibile și o incintă sonoră ventilată.
Un raport de testare a sunetului cu spectru de 1/3 de octava pentru site-uri sensibile la zgomot.

În majoritatea cazurilor, oțelul suplimentar costă mai puțin decât o hotă acustică și elimină zgomotul de la sursă. Un producător care își bobină și își testează propriile unități poate de obicei cita ambele opțiuni, așa că indicați cifra țintă în decibeli și condițiile de montare atunci când solicitați un design personalizat de transformator .

Întrebări frecvente

Este un transformator care zumzea periculos?

Aproape niciodată. Un zumzet apare de îndată ce unitatea este alimentată, chiar dacă nimic nu este conectat la secundar. Trosnetul, pocnitul, un miros de ars sau o schimbare bruscă a tonului sunt semnalele care necesită atenție.

De ce sună mai tare noaptea?

Tensiunea de alimentare crește pe măsură ce cererea scade, iar zgomotul de fond din clădire scade. Ambele efecte împing același zumzet mai departe în conștientizarea voastră.

Poate un transformator să fie complet silentios?

Nu. Fiecare miez energizat vibrează. Ținta realistă este un nivel sub zgomotul de fundal al camerei în poziția de ascultare.

O valoare kVA mai mare înseamnă mai puțin zgomot?

Nu de la sine. Evaluările standard sunt proiectate la densități de flux similare. Zgomotul scade numai atunci când este specificată și plătită o densitate de flux mai mică în materialul de bază.

Încărcarea schimbă zumzetul?

Zumzetul miezului rămâne aproximativ constant de la gol până la încărcare maximă. Forțele de înfășurare cresc odată cu pătratul curentului, astfel încât sunetul crește și se întărește pe măsură ce sarcina crește.

Zgomotul transformatorului este o întrebare de proiectare și instalare cu mult înainte de a deveni una de întreținere. Un ton constant de 100 Hz sau 120 Hz vă spune că miezul își face treaba; un nou zdrăngănit, trosnet sau schimbare de ton vă spune să priviți mai de aproape. Măsurarea tensiunii de alimentare, a armonicilor de sarcină și a nivelului de sunet la un metru identifică de obicei cauza într-o după-amiază, iar aceleași trei numere definesc ce să ceri la următoarea comandă. Contextul nostru în fabricarea transformatoarelor laminate EI, toroidale și C-core este rezumat pe despre pagina .