Zašto se transformator šuška

Učitelj pita Vovochka: - Vovochka, i s kim radi tvoj otac? - Transformator, Maria Ivanovna. - A kako je to? - Pa, on dobije 380 rubalja, daje 220 majci, a preostalih 160 ...

Zašto se transformator šuška? Jeste li ikad razmišljali o tome? Netko će reći da je to zato što su zavojnice loše pričvršćene između sebe ili namoti osciliraju, kucajući na željezo. Možda se pokazalo da je područje jezgre manje od predviđenog proračunima ili se previše namota po navoju pokazalo tijekom navijanja? Odgovara li frekvencija ovom osnovnom materijalu? Razumijemo, međutim.

Zapravo, uzrok natezanja transformatora u početku je magnetostrikcija. Magnetostrikcija je fenomen promjena veličine i oblika feromagnetskog tijela pod utjecajem izmjeničnog magnetskog polja.

Veličine i oblik feromagnetskih tijela ovise o stanju njihove magnetizacije. James Joule 1842. godine prvo je otkrilo da kada se željezo uvodi u magnetsko polje, ono mijenja svoj oblik, produžujući u jednom smjeru u odnosu na polje, a skraćujući se u drugim. Tjelesni volumen tijela se nije primjetno promijenio.

Dakle, ako se feromagnet stavi u magnetsko polje, tada će to prvenstveno dovesti do promjene u njegovom magnetiziranju. Istodobno će doći do promjene veličine tijela zbog činjenice da spontana magnetizacija mijenja smjer u raznim dijelovima tijela, a samim tim se mijenja i smjer spontanih deformacija u njima. Ovo je svojstvo svojstveno svim tijelima (samo feromagnet u najupečatljivijem obliku).

Uz magnetostrikciju, buku mogu stvarati i radne pumpe za ulje i ventilatori rashladnih sustava moćnih transformatora. Elektrodinamičke sile u namotima i elektromehanički uređaji koji reguliraju napon pod opterećenjem stvaraju i buku.

U značajnoj mjeri razina ove buke ovisi o veličini elektromagnetskog opterećenja i ukupnim dimenzijama transformatora. A buka se temelji na vibraciji feromagnetskog magnetskog kruga koji prati magnetostrikciju. Ozbiljnost pojave ovisi o veličini magnetske indukcije, kao i o strukturi i fizičkim karakteristikama samog električnog čelika. Nadalje, vibracija se prenosi na uljne i jezgrene nosače, a s uljnih i jezgranih nosača - izravno u spremnik.

Budući da je valna duljina za mrežnu frekvenciju u transformatorskom ulju približno 12 metara, a zid spremnika smješten je na maloj udaljenosti od jezgre, spremnik u potpunosti prima i reproducira odgovarajuće vibracije obližnjih dijelova jezgre.

Ponekad se ispostave da su drugi izvori buke glasniji, na primjer, isti aktivni sustav hlađenja, međutim, magnetski šum jezgre uzrokovan magnetostrikcijom uglavnom dominira.

Pod utjecajem naizmjeničnog magnetskog polja, jezgra doživljava naizmjenične magnetne destrukcije. A ako bi čelični listovi iz kojih je izvedena jezgra doživjeli napetost koja je izravno proporcionalna kvadratu magnetske indukcije, tada bi magnetostriktivne vibracije imale jednu stabilnu frekvenciju jednaku 100 Hz za mrežu 50 Hz. Međutim, u stvarnosti ta ovisnost nije izravno proporcionalna, a vibracije, a nakon njih i vibracije spremnika, stvaraju buku s višim harmonikama.

Za hladno valjane i vruće valjane električne čelike dostupni su podaci o relativnom kvantitativnom produženju tijekom magnetostrikcije. Vruće valjani lim od čelika s visokim udjelom silicija gotovo u potpunosti sprečava manifestaciju magnetostrikcije, a 6% silicija dodano čeliku transformatora gotovo ga blokira.Ali takav se čelik ne može koristiti u transformatorima zbog njegovih loših mehaničkih karakteristika.

U hladno valjanom čeliku, s istom vrijednošću magnetske indukcije, izduženje je manje nego u toplo valjanom čeliku. Ali zbog činjenice da indukcija u jezgrama hladno valjanog čelika premašuje indukciju za vruće valjani čelik, produžeci jezgara su približno isti.

Studije su pokazale da buka magnetnog kruga vruće valjanog čelika s indukcijskom vrijednošću 1,35 T odgovara buci hladno valjanog čelika s magnetskom indukcijom 1,55 T. S porastom indukcije u jezgri hladno valjanog čeličnog transformatora za 0,1 T, buka postaje jača za 8 dB.

Jezgra transformatora također mogu doći u rezonancu s vibracijama magnetostrikcije, pa čak i s harmonikama vibracija u magnetskom krugu. Ako magnetski krug ili dijelovi transformatora padnu u rezonancu s ovim harmonikama, tada će raspon buke s izraženim vrhovima prekrivati ​​višestruke harmonike od dvostruke mrežne frekvencije.

Eksperimentalno je potvrđeno da su harmonike vibracija magnetskog kruga posebno izražene pri visokim vrijednostima magnetske indukcije, kada nelinearni dio krivulje magnetizacije prelazi u prisutnosti obilje harmonika magnetostriktivnih vibracija.

Jedna od glavnih komponenti ove buke u transformatoru pripada poprečnim vibracijama listova. Ove različite vibracije nastaju zbog razlika u duljini i debljini lima, što rezultira da su faktori izduživanja za svaki list različiti, što dovodi do promjene u zglobu spoja kao funkcije trenutnih vrijednosti indukcije.

To dovodi do preraspodjele magnetskog toka u vremenu između susjednih listova, i kao rezultat se dobivaju poprečne vibracije listova. Magnetski tok se mijenja vremenom, a s njim i stupanj zasićenosti feromagneta. Krivulja magnetiziranja je izobličena, i kao rezultat toga, pojavljuju se viši harmonika i magnetno-restrikcijski šum.

Važno je da se duljina jezgre mijenja ne samo od magnetostrikcije, nego i pod utjecajem magnetskih sila koje nastaju kada magnetski tok pređe s ploče na ploču. To se događa kada se paralelne ploče razlikuju magnetskom propusnošću.

Eksperimentalno je potvrđeno da i uzdužne i poprečne vibracije limova stvaraju vibracije i buku približno istog intenziteta. Stoga, čak i ako je jedan od izvora buke transformatora potpuno potisnut, ukupna buka neće se smanjiti za više od 3 dB.

Reaktori, reaktori koji imaju strukturne zračne praznine odlikuju se bukom uzrokovanom upravo magnetskim silama. Između dva dijela razdvojena razmakom nastaju izmjenične sile privlačenja s dvostrukom frekvencijom magnetiziranja.

Buka koju elektrodinamičke sile izazivaju u namotima transformatora koji djeluju pod opterećenjem obično je prilično tiha ako nema aksijalnog svjetla, što je tipično za elastično prešanje namotaja. Stoga je razina opterećenja ovog transformatora buke praktično neovisna.

Ovaj položaj omogućuje vam normalizaciju razine buke transformatora. Međutim, priroda i veličina opterećenja još su uvijek povezani s magnetskom indukcijom u čeliku transformatora tijekom rada, stoga je razina magnetskog šuma s jačinom opterećenja još uvijek povezana.

Nadamo se da je ovaj kratki članak omogućio neiskusnom čitatelju da dobije odgovor na pitanje zašto transformator zuji.

Ovo je zanimljivo:Kako saznati snagu i struju transformatora po njegovom izgledu