Proč transformátor hučí: hlavní důvody a způsoby odstranění

Proč může hučet transformátor v reproduktorech, napájecím zdroji, mikrovlnné troubě, zesilovači a dalších zařízeních a co v takové situaci dělat. Příčiny zvýšeného hluku během provozu.

Pracovní transformátor se často stává zdrojem brumu, způsobeného fyzikálními procesy probíhajícími v zařízení za normálních provozních podmínek. Pokud je však hladina hluku příliš vysoká nebo transformátor hučí v mikrovlnné troubě, elektronkovém zesilovači nebo jiných domácích spotřebičích, může to znamenat poruchu zařízení. Proč zatížené transformátory hučí? Pojďme na to přijít.

• Princip činnosti
• Faktory ovlivňující úroveň brumu
• Příčiny šumu výkonového transformátoru
• Hluk v domácích spotřebičích

Princip činnosti

Během školních let jsme se v hodinách fyziky učili konceptu magnetostrikce. Ne všechny to ale tehdy zajímalo. Pokusme se nyní vrátit k tématu a stručně nastínit podstatu procesu. Nejprve si připomeňme, jak funguje transformátor.

Na obrázku je znázorněno nejjednodušší zařízení, které se skládá z primárního vinutí (A), sekundárního vinutí (B) a jádra (C) – magnetický obvod sestavený z kovových desek nebo z materiálu s feromagnetickými vlastnostmi.

Když se na primární vinutí (A) přivede střídavé napětí, začne v něm protékat proud, pod jehož vlivem se v jádře (C) vytvoří magnetický tok (F), který indukuje proud v sekundární cívce ( B), ke kterému je připojena zátěž. Dochází k přeměně napětí, jejíž hodnota na výstupu bude záviset na poměru počtu závitů primárního a sekundárního vinutí. Frekvence zůstane nezměněna.

Magnetostrikce je fyzikální proces změny objemu a velikosti tělesa pod vlivem magnetického toku procházejícího tímto tělesem. Materiály s výraznými magnetickými vlastnostmi, ze kterých se vyrábí jádra pro transformátory, podléhají změnám.

Obrázek ukazuje periodicitu procesu stlačování a natahování jádra během cyklu měnícího se magnetického toku. Změny velikosti magnetického obvodu vedou k vibracím vzduchu. Vznikají vlny, které mají frekvenci v audio rozsahu (50 Hz). Je to stejný brum, který doprovází normální provoz výkonových transformátorů. V SMPS (spínané napájecí zdroje) takový šum není, protože frekvence vln generovaných během oscilačního procesu není zahrnuta v lidském slyšitelném rozsahu.

Faktory ovlivňující úroveň brumu

Jak velký hluk vydává transformátor závisí na:

• stupeň pracovní zátěže;
• celkové rozměry;
• fyzikální vlastnosti materiálu, ze kterého je magnetický obvod vyroben.

Přetížený transformátor bude hučet hlasitěji než transformátor pracující při jmenovité zátěži. A charakteristický hluk, který vzniká při provozu velkých měničů výkonu v rozvodnách, je normální.

Důvody výskytu vedlejších zvuků v transformátoru:

1. Když je cívka volně navinutá, pod vlivem magnetického toku, který má tendenci posouvat vinutí zařízení vzhledem k jádru, dochází k vibracím doprovázeným hučením.
2. Při špatném seřízení desek jádra a vzniku mezer mezi nimi dochází během provozu k vibracím doprovázeným kovovým zvoněním a následně hlukem.
3. Pokud je poškozena celistvost vodičů vinutí, cívka může jiskřit. Proces je doprovázen praskavými zvuky. Při silných výbojích je zvuk intenzivnější.
4. Špatně zajištěný transformátor a jeho části také vibrují a hučí.

Příčiny šumu výkonového transformátoru

Normálně pracující napájecí transformátor hučí bez náhlých ostrých zvuků, chrastění nebo bzučení. Pokud jsou slyšet nepravidelné zvuky a praskání, musí být zařízení okamžitě vyřazeno z provozu.

K určení příčiny brumu se provádí diagnostika. K tomu nejprve proveďte vizuální kontrolu transformátoru. Pokud jsou viditelné stopy po kapkách, spálené izolaci a zčernalé oblasti, usoudí, že došlo ke zkratu.

Pokud je diagnostikován snižovací transformátor, můžete jej zapojit do sítě a zkontrolovat napětí na sekundárním vinutí. Pokud se objeví praskání nebo kouř, systém se okamžitě vypne.

Pokud po zapnutí transformátor hučí a zahřívá se, znamená to zvýšené proudové zatížení. Příčinou jevu jsou poruchy v obvodu spotřebiče.

Pokud zařízení po převinutí a opětovném složení hučí, znamená to, že:

• Jádro není správně sestaveno nebo seřízeno.
• Cívka není zajištěna nebo vinutí nejsou dostatečně pevně navinutá. V tomto případě je třeba cívku opravit, převinout vinutí nebo naplnit zařízení parafínem.
• Vinutí (zejména primární) bylo špatně spočítáno. V tomto případě bude transformátor při zatížení hučet a zahřívat se. Výpočty bude třeba upravit a správně přetočit.

Důvodem zvýšené hlučnosti může být uvolnění šroubů zajišťujících součásti: jádro, pouzdro, kryt, výfukové potrubí, expanzní nádoba a další.

Jak problém vyřešit? Je nutné odpojit transformátor a utáhnout upevňovací prvky.

Když plechy magnetického jádra vibrují, vnější plechy se zaklíní. Pro tento účel je vhodný elektrický karton.

Pokud transformátor hučí kvůli:

• přetížení, musíte snížit zátěž vypnutím některých nejméně významných objektů spotřeby;
• nevyvážené zatížení, budete muset rovnoměrně přerozdělit zatížení mezi fázemi;
• elektrických výbojů mezi vinutím a pouzdrem, je nutné transformátor vyjmout k opravě demontáží a odstraněním aktivní části, aby se našlo a odstranilo místo, kde k výboji došlo.

Hluk v domácích spotřebičích

Vliv magnetostrikce na síťové transformátory pracující v domácích spotřebičích je zanedbatelný, takže příčiny hučení ve většině případů naznačují abnormální situaci.

Proč hučí transformátor v AC síti? Co je příčinou nepříjemných zvuků a co dělat, abyste se jich zbavili?

V lampách a lustrech se jev vyskytuje kvůli vysokému výkonu 12voltových halogenových žárovek. Abyste se nežádoucího efektu zbavili, je třeba snížit výkon světelných zdrojů nebo nainstalovat výkonnější elektronický transformátor (ne vždy to pomůže, někdy stačí koupit kvalitní a drahý zdroj).

Pokud se na zbrusu nové televizi se správně nakonfigurovaným přijímačem ozve pískání, s největší pravděpodobností jsou jeho zdrojem špatně sestavené transformátory nebo tlumivky. Díly je nutné dodatečně připájet a pro odstranění vibrací naplnit vinutí lepidlem nebo tsaponlakem.

Transformátor obsažený v napájecím zařízení pro LED pásek má jednu velkou nevýhodu. Při velké zátěži skřípe a ještě častěji je skřípání slyšet při stmívání. Problém zmizí po instalaci utěsněného napájecího zdroje, přes jehož pouzdro, jednoduše řečeno, zvuk prostě nepronikne. Můžete také zkusit najít v prodeji stmívač s vysokou frekvencí PWM.

Pokud subwoofer hučí, může být problémem vadné vyhlazovací kondenzátory zdroje nebo vadný zesilovač zvuku. V reproduktorech pak dochází k neustálému hučení, které lze eliminovat výměnou opotřebovaných dílů. Pokud jsou prvky zesilovače v dobrém stavu, měli byste zvýšit kapacitu filtračních kondenzátorů za diodovým můstkem v napájecím zdroji; nadměrné zvýšení může vést k selhání diodového můstku při spuštění.

Pokud mikrovlnná trouba při zapnutí hučí a vibruje, s největší pravděpodobností došlo k selhání napájecího transformátoru. Než se dotknete vnitřních prvků, musíte vypnout napájení a násilně vybít vysokonapěťový kondenzátor přes žárovku. Může dojít k poškození primárního i sekundárního vinutí. V takovém případě je lepší kontaktovat servisní středisko.

Pokud mikrovlnka praská, může být problémem vysokonapěťová závada. To se obvykle „léčí“ odstraněním nečistot a retušováním těch částí těla (uvnitř mikrovlnky), ze kterých odpadla barva, nebo výměnou slídy.

Skřípavý zvuk v 12voltové nabíječce je také pozorován, když jsou součásti špatně zajištěny nebo pokud je nabíjecí proud nastaven příliš vysoko. Je také možné, že je čas vyměnit baterii, protože desky jejích plechovek se mezi sebou zkratovaly. V průběhu času, pokud se jedná o výrobní vadu, mohou vibrace těchto prvků uvolnit pájení a vytvořit v tomto místě zvýšený přechodový odpor, který vlivem proudu zahřeje celou plochu. To může způsobit zkrat a požár v nabíječce. V tomto ohledu, pokud dojde k problému, je lepší okamžitě vyměnit zařízení za nové.

Takže si to shrňme. Pokud výkonový transformátor v elektrické rozvodně hučí rovnoměrně, bez náhlých ostrých zvuků, jedná se o normální přirozený proces provozu. Pokud slyšíme hučet zařízení, které takové zvuky ještě nevydávalo, musíme začít s jeho opravou.

Pokud nemáte potřebné znalosti a zkušenosti, neměli byste do zařízení zasahovat. Může to být nebezpečné. Věřte profesionálům.

Související materiály:

• Proč mikrovlnná trouba neohřívá jídlo?
• Proč pračka hučí?
• Jaký je rozdíl mezi transformátorem a autotransformátorem?

3. prosince 2017 Kategorie: Elektrická zařízení vysokého napětí, Elektrická zařízení

Dobrý den, milí čtenáři a hosté webu Zápisky elektrikáře.

V tomto článku vám povím o požadavcích regulačních dokumentů na povahu brumu výkonových transformátorů a názorným příkladem ukážu hučení výkonového transformátoru TM (TaM) o výkonu 1000 (kVA) a napětí 10/0,5 (kV), a pak se pokusíte určit, zda je to normální Je to hluk nebo ne!

Začnu tím, že hukot pracovního transformátoru by měl být podle návodu k obsluze plynulý a mírný bez náhlého hluku, praskání, drnčení, bzučení atd.

Pokud je při kontrole transformátoru slyšet silný nerovnoměrný hluk a praskání uvnitř nádrže transformátoru, musí být neprodleně vyřazen z provozu (PTEEP, bod 2.1.41).

Důvodů zvýšeného hučení transformátoru může být několik a nyní zvážím nejběžnější z nich.

1. Povolení šroubů zajišťujících kryt transformátoru, expandér, výfukové potrubí atd.

Pro odstranění brumu je nutné odpojit transformátor od sítě a dotáhnout všechny uvolněné upevňovací šrouby.

2. Zvýšená úroveň napájecího napětí

V tomto případě je nutné odpojit transformátor od sítě a nastavit přepínač jeho pohonu odbočky do příslušné polohy.

Předpokládejme, že zpočátku mělo napětí v síti hodnotu 10,0-10,2 (kV) a vypínač byl ve střední poloze (II). Pro provoz transformátoru z napájecího napětí 10,5 (kV) nebo více musí být vypínač v poloze (I).

Mimochodem, doporučuji si přečíst článek o návrhu a provedení rackového přepínače pro vinutí PBB. Tam jsem názorně demonstroval, jak se spínají závity vinutí výkonového transformátoru při spínání stupňů.

Pokud napětí v síti překročí 11 (kV), je nutné přepínat stupně nikoli na našem transformátoru 10/0,5 (kV), ale na napájecím transformátoru, např. hlavní snižovací rozvodně (MSS) rozvodny. podnik nebo okres.

Navrhuji, abyste se podívali na video o tom, jak jsou stupně pohonu RNP spínány na transformátoru TRDCN o výkonu 63 (MVA) a napětí 110/10 (kV) na jedné z hlavních snižovacích rozvoden (GPP).

3. Uvolnění zhutnění obalu a spojů magnetického jádra

Pokud je pouzdro magnetického obvodu volně položeno a utaženo, mohou pod vlivem elektromagnetického pole některé desky vibrovat na jeho frekvenci, a proto je slyšet nerovnoměrné a silné hučení. V této situaci je nutné vyjmout transformátor k opravě, odstranit jeho aktivní část (pokud je transformátor na olejové bázi) a protáhnout všechny uvolněné lisovací kolíky pouzdra magnetického jádra.

4. Vibrace vnějších plechů magnetického obvodu

V tomto případě je nutné vnější listy magnetického obvodu zaklínit např. elektrokartonem.

5. Provoz výkonového transformátoru v režimu přetížení

V tomto případě stačí snížit zatížení transformátoru, například odpojením méně kritických spotřebičů.

6. Asymetrie zatížení transformátoru podle fáze

Zde je nutné rovnoměrněji rozložit zatížení mezi fáze.

7. Elektrické výboje mezi vinutím (nebo jeho odbočkami) a pouzdrem

Mezi vinutím a pouzdrem, případně jeho odbočkami a pouzdrem může docházet k různým typům elektrických výbojů (nikoli průrazu), které jsou doprovázeny zjevným a slyšitelným praskáním.

Mimochodem, charakteristické praskavé zvuky lze slyšet, když je zemnící kontakt oslabený nebo přerušený uvnitř transformátoru, protože při přerušení uzemnění dochází na krytu k výbojům, které jsou vnímány jako praskavý zvuk uvnitř transformátoru.

Podívejte se například na moje video o jiskrovém výboji v 10 (kV) elektroinstalaci, ke kterému došlo na proudovém transformátoru.

Pro eliminaci těchto výbojů je nutné vyjmout transformátor do opravy odstraněním aktivní části a následně vyhledat místo výboje a odstranit jej.

Poměrně rychle a bez odpojení transformátoru od sítě můžete určit úroveň napájecího napětí, provoz transformátoru v režimu přetížení a asymetrii zátěže.

Pomocí ampérmetru připojeného k proudovým transformátorům daného napáječe (zapojení) určíte zatížení transformátoru na straně 10 (kV). Jak vidíte, zatěžovací proud je asi 26 (A), což je téměř polovina jmenovitého proudu transformátoru 57,7 (A), což znamená, že to již eliminuje příčinu přetížení transformátoru.

Na spodní straně transformátoru, na vstupu přípojnic 500 (V), je také instalován ampérmetr, který ukazuje 400 (A), což také eliminuje přetížení.

Zbývá zkontrolovat asymetrii zatížení. To lze provést na spodní straně, například pomocí elektrické svorky na vstupu přípojnic 500 (V). V době mé návštěvy rozvodny jsem s sebou neměl svorky, ale mohu s téměř 100% jistotou říci, že na tomto výkonovém transformátoru není asymetrie zátěže, protože všechny spotřebiče jsou třífázové ve formě elektromotorů a jsou připojeny na síťové napětí 500 (V), v sekci nejsou jednofázové ani dvoufázové spotřebiče.

Napájecí napětí našeho transformátoru je normální a činí 10,6 (kV). Na hodnotu napájecího napětí na distribuční rozvodně jsem se podíval pomocí kilovoltmetru, který je připojen k měřicím transformátorům napětí 3xZNOL-06.10 přípojnicového úseku 10 (kV), kam je připojen i náš napáječ (přípojka).

A na konci článku vám doporučuji poslechnout si hučení výkonového transformátoru TM (TaM) o výkonu 1000 (kVA) a napětí 10/0,5 (kV) a zjistit, zda je jeho hučení normální. nebo ne. Napište svůj názor do komentářů k tomuto článku.

PS Děkuji všem za pozornost. A ještě jedna otázka! Setkali jste se někdy s případy, kdy došlo k vyřazení transformátoru z provozu kvůli nerovnoměrnému hučení nebo praskání uvnitř nádrže? Řekněte nám o svých případech z praxe.