Зашто се трансформатор шушка

Учитељ пита Вовоцхка: - Вовоцхка, и са ким ради твој отац? - Трансформатор, Мариа Ивановна. - А како је то? - Па, он добија 380 рубаља, даје мајци 220, а преосталих 160 ...

Зашто се трансформатор шушка? Јесте ли икад размишљали о томе? Неко ће рећи да је то зато што су завојнице лоше фиксиране између себе или намотаји осцилирају и куцају по гвожђу. Можда се испоставило да је језгра мања од предвиђене прорачунима или се превише намотаја по намоту појавило током навијања? Да ли испоручена фреквенција одговара овом основном материјалу? Разумејмо, међутим.

У ствари, узрок гушења трансформатора у почетку је магнетострикција. Магнетострикција је феномен промене величине и облика феромагнетног тела под утицајем наизменичног магнетног поља.

Величине и облик феромагнетних тела зависе од стања њихове магнетизације. Јамес Јоуле 1842. године прво је открило да када се гвожђе уводи у магнетно поље, последње мења облик, продужујући у једном правцу у односу на поље, а скраћујући се у другим. Запремина тела у телу се није приметно променила.

Дакле, ако се феромагнет стави у магнетно поље, тада ће то превасходно довести до промене настале магнетизације. Истовремено, доћи ће до промене величине тела због чињенице да спонтана магнетизација мења смер у разним деловима тела, а самим тим се мења и смер спонтаних деформација у њима. Ово је својство својствено свим телима (феромагнет само у најупечатљивијем облику).

Поред магнетострикције, буку могу да изазову и радне пумпе за уље и вентилатори расхладних система моћних трансформатора. Електродинамичке силе у намотима и електромеханички уређаји који регулишу напон под оптерећењем такође стварају буку.

У великој мери ниво овог шума зависи од величине електромагнетног оптерећења и укупних димензија трансформатора. А бука се заснива на вибрацији феромагнетног магнетног круга који прати магнетострикцију. Озбиљност појаве зависи од величине магнетне индукције, као и од структуре и физичких карактеристика самог електричног челика. Надаље, вибрација се преноси на уљне и језгрене носаче, а са потпорњака за уље и језгро - директно у резервоар.

Пошто је таласна дужина напајања мрежом у трансформаторском уљу приближно 12 метара, а зид резервоара смештен на малој удаљености од језгре, резервоар у потпуности прима и репродукује одговарајуће вибрације оближњих делова језгре.

Понекад се испоставе да су други извори буке гласнији, на примјер, исти активни систем хлађења, међутим, магнетни шум језгре узрокован магнетострикцијом углавном доминира.

Под утицајем наизменичног магнетног поља, језгро доживљава наизменичне магнетно-деструктивне деформације. А ако би челични листови из којих је направљена језгра доживели напетост директно пропорционалну квадрату магнетне индукције, тада би магнетостриктивне вибрације имале једну стабилну фреквенцију једнаку 100 Хз за мрежу 50 Хз. Међутим, у стварности та зависност није директно пропорционална, а вибрације, а после њих вибрација резервоара, производе буку са вишим хармонама.

За хладно ваљане и топло ваљане електричне челике доступни су подаци о релативном квантитативном продужењу током магнетострикције. Вруће ваљани челични лим са високим удјелом силицијума готово у потпуности спречава манифестацију магнетострикције, а 6% силицијума који се додаје у челик трансформатора готово га блокира.Али такав челик се не може користити у трансформаторима због лоших механичких карактеристика.

У хладно ваљаном челику, са истом вриједношћу магнетне индукције, издужење је мање него у топло ваљаном челику. Али због чињенице да индукција у језграма хладно ваљаног челика премашује индукцију за топло ваљани челик, продужеци језгара су приближно исти.

Студије су показале да бука топло ваљаног челичног магнетног круга са индукционом вриједношћу 1,35 Т одговара буци хладно ваљаног челика са магнетном индукцијом 1,55 Т. Са порастом индукције у језгри хладно ваљаног челичног трансформатора за 0,1 Т, бука постаје јача за 8 дБ.

Језгра трансформатора такође може доћи у резонанцу са вибрацијама магнетострикције, па чак и са хармоникама вибрација у магнетном кругу. Ако магнетни круг или делови трансформатора падну у резонанцу са овим хармоникама, тада ће распон буке са израженим врховима прекривати вишеструке хармонике од двоструке мрежне фреквенције.

Експериментално је потврђено да су хармонике вибрација магнетног круга посебно изражене код високих вредности магнетне индукције, када се нелинеарни део кривуље магнетизације прелази у присуству обиље хармоника магнетостриктивних вибрација.

Једна од главних компоненти ове буке у трансформатору припада попречним вибрацијама листова. Ове различите вибрације настају због разлика у дужини и дебљини лима; као резултат тога, фактори издуживања за сваки лист су различити, што доводи до промене зглоба зглоба као функције тренутних вредности индукције.

То доводи до прерасподјеле магнетског тока у времену између сусједних листова и као резултат се добијају попречне вибрације листова. Магнетни ток се временом мења, а са њим и степен засићења феромагнета. Кривуља магнетизације је изобличена, и као резултат тога, појављују се већи хармоника и магнетно-рестрикцијски шум.

Важно је да се дужина језгре мења не само од магнетострикције, већ и под утицајем магнетних сила које настају када магнетни ток пређе са плоче на плочу. То се дешава када се паралелне плоче одликују магнетном пропустљивошћу.

Експериментално је потврђено да и уздужне и попречне вибрације листова стварају вибрације и буку приближно истог интензитета. Стога, чак и ако је један од извора буке трансформатора потпуно угашен, укупна бука се неће смањити за више од 3 дБ.

Реактори, реактори који имају структурне зрачне празнине одликују се буком изазваном управо магнетним силама. Између два дела, раздвојена размаком, наизменичне силе привлачења настају двоструком фреквенцијом магнетизације.

Бука коју електродинамичке силе изазивају у намотима трансформатора који раде под оптерећењем је обично прилично тиха ако нема аксијалног удара, као што је типично за прешање еластичног намотаја. Због тога је ниво оптерећења овог трансформатора буке практично неовисан.

Овај положај вам омогућава да нормализујете ниво буке трансформатора. Међутим, природа и величина оптерећења још увек су повезани са магнетном индукцијом у челику трансформатора током рада, па је ниво магнетног шума са снагом оптерећења и даље повезан.

Надамо се да је овај кратки чланак омогућио неискусном читаоцу да добије одговор на питање зашто трансформатор зуји.

Ово је занимљиво:Како сазнати снагу и струју трансформатора по његовом изгледу