چرا Transformers Hum: Magnetostriction Behind Buzz

در واقع چه اتفاقی می افتد؟

یک ترانسفورماتور انرژی را بین سیم پیچ های خود از طریق یک میدان مغناطیسی متغیر در هسته آهنی خود منتقل می کند. طبق IEC 60076-10-1، فولاد فرومغناطیسی هسته هر بار که شار مغناطیسی تغییر می کند کمی طول خود را تغییر می دهد - خاصیتی به نام مغناطیسی انقباض . کرنش بسیار کوچک است: حدود 0.1 تا 10 میکرومتر در هر متر طول هسته در شار عملیاتی معمولی. اما در هر چرخه AC دو بار اتفاق می افتد. شار در هر نیم چرخه از صفر عبور می کند و جهت آن را می چرخاند، بنابراین فولاد با فرکانس عرضه دو برابر منبسط و منقبض می شود. به همین دلیل است که یک شبکه 50 هرتز با فرکانس 100 هرتز و یک شبکه 60 هرتز با فرکانس 120 هرتز - نه در خود فرکانس خط.

برای مهندسان: پارامترهای کلیدی حداکثر چگالی شار B max (معمولاً 1.2 تا 1.7 T در فولاد سیلیکونی) و ضریب مغناطیسی مواد هستند. چگالی شار بالاتر به معنای فشار بیشتر و صدای بلندتر است. فولاد سیلیکونی دانه گرا (CRGO/HGO) تلفات را کم نگه می دارد. هسته های آمورف آلیاژی تقریباً یک مرتبه قدر انقباض مغناطیسی کمتری دارند و کم صداترین گزینه هستند. زیرا کرنش به | B | به جای علامت آن، تن اصلی همیشه فرکانس خط 2× است، با هارمونیک ها در 200 هرتز، 300 هرتز و بالاتر. گیره مناسب هسته و مفاصل پله ای، لرزش لمینیت شل را سرکوب می کند.

یک مثال کاربردی

یک ترانسفورماتور توزیع 100 کیلوولت آمپر در زیرزمین مسکونی را در نظر بگیرید. نویز بدون بار آن - تقریباً به طور کامل از هسته - معمولاً 45-55 دسی بل (A) در 1 متر اندازه گیری می شود، به ازای IEC 60076-10. منبع نویز دوم فقط تحت بار ظاهر می شود: جریان بار در سیم پیچ ها نیروهای لورنتس را تولید می کند، بنابراین صدای سیم پیچ با مجذور جریان افزایش می یابد. یک قانون میدان مفید: اگر وزوز در لحظه ای که به آن انرژی می دهید ثابت باشد، آن مغناطیسی هسته (یک ثابت طراحی) است. اگر با تقاضا بالا و پایین شود، ارتعاش سیم پیچی است (سیگنال وابسته به بار که ارزش تماشای مهاربندی شل را دارد).

تصور غلط رایج و واقعیت جالب

تصور اشتباه: "ترانسفورماتور با صدای بلند ترانسفورماتور خراب است." درست نیست - برخی از زمزمه ها یک فیزیک اجتناب ناپذیر است، نه یک عیب. شما می توانید آن را با گیره محکم، فولاد کم صدا، جدا کننده لرزش و محفظه های صوتی کاهش دهید، اما هرگز نمی توانید آن را به طور کامل از بین ببرید.

واقعیت جالب: زمزمه ساده 100/120 هرتز در واقع داده های تشخیصی است. یک جغجغه ناگهانی که در بالای تون قرار می گیرد، اغلب به این معنی است که پیچ و مهره های گیره هسته در حال شل شدن هستند. تغییر در امضای تونال می تواند سال ها قبل از شکست در مورد شلی سیم پیچ هشدار دهد. با دقت گوش کنید، ترانسفورماتور احساسش را به شما می گوید.