Hvorfor brummer transformeren

Læreren spørger Vovochka: - Vovochka, og hvem arbejder din far sammen med? - Transformator, Maria Ivanovna. - Og hvordan er det? - Nå, han får 380 rubler, giver 220 til sin mor og brummer de resterende 160 ...

Hvorfor brummer transformeren? Har du nogensinde tænkt over dette? Nogen vil sige, at dette skyldes, at spolerne er dårligt fastgjort mellem hinanden, eller at viklingerne svinger og banker på jern. Måske viste det sig, at kerneområdet var mindre end krævet ved beregninger, eller viste det sig at for mange volt pr. Tur viste sig under viklingen? Stemmer den leverede frekvens svarende til dette kernemateriale? Lad os forstå det.

Faktisk er årsagen til transformerbrumt oprindelig magnetostriktion. Magnetostriktion er fænomenet med ændringer i størrelse og form på et ferromagnetisk legeme under påvirkning af et vekslende magnetfelt.

Størrelser og form på ferromagnetiske legemer afhænger af deres magnetiseringstilstand. James Joule i 1842 først opdagede, at når jern indføres i magnetfeltet, ændrer sidstnævnte sin form og forlænger i den ene retning i forhold til feltet og forkortes i den anden. Kroppens volumen ændrede sig ikke mærkbart.

Så hvis en ferromagnet er placeret i et magnetfelt, vil dette primært føre til en ændring i dens resulterende magnetisering. På samme tid vil en ændring i kroppens størrelse forekomme på grund af det faktum, at spontan magnetisering ændrer dens retning i forskellige dele af kroppen, og derfor ændrer også retningen for spontane deformationer i dem. Dette er en egenskab, der er iboende i alle kroppe (ferromagneter kun i den mest slående form).

Ud over magnetostriktion kan støj være forårsaget af arbejdende oliepumper og ventilatorer i kølesystemer med kraftige transformere. De elektrodynamiske kræfter i viklingerne og de elektromekaniske enheder, der regulerer spændingen under belastning, skaber også støj.

I en betydelig grad afhænger niveauet af denne støj af størrelsen af ​​den elektromagnetiske belastning og de samlede dimensioner af transformeren. Og støjen er baseret på vibrationen af ​​et ferromagnetisk magnetisk kredsløb, der ledsager magnetostriktion. Fænomenets sværhedsgrad afhænger af størrelsen af ​​den magnetiske induktion samt af strukturen og fysiske egenskaber for selve det elektriske stål. Yderligere overføres vibrationen til olie- og kernestøtterne og fra olie- og kernestøtterne - direkte til tanken.

Da bølgelængden for netfrekvensen i transformatorolien er ca. 12 meter, og tankvæggen er placeret i en lille afstand fra kernen, modtager og gengiver tanken fuldstændigt de tilsvarende vibrationer i nærliggende dele af kernen.

Nogle gange viser det sig, at andre støjkilder er højere, for eksempel det samme aktive kølesystem, men det er kernemagnetisk støj forårsaget af magnetostriktion, der generelt dominerer.

Under påvirkning af et vekslende magnetfelt oplever kernen skiftende magnetostriktive deformationer. Og hvis stålpladerne, hvorfra kernen blev trukket, ville opleve spændinger, der er direkte proporsionale med kvadratet for den magnetiske induktion, ville de magnetostriktive vibrationer have en stabil frekvens lig med 100 Hz for 50 Hz netværk. I virkeligheden er denne afhængighed imidlertid ikke direkte proportional, og vibrationer, og efter dem vibration af tanken, producerer støj med højere harmonier.

For både koldvalsede og varmvalsede elektriske stål findes data om den relative kvantitative forlængelse under magnetostriktion. Varmvalset pladestål med et højt siliciumindhold forhindrer næsten fuldstændigt manifestationen af ​​magnetostriktion, og 6% silicium, der føjes til transformerstålet, blokerer det næsten.Men sådan stål kan ikke bruges i transformere på grund af dets dårlige mekaniske egenskaber.

I koldvalset stål med samme magnetiske induktionsværdi er forlængelsen mindre end i varmtvalset stål. Men på grund af det faktum, at induktionen i kernerne af koldvalset stål er bedre end induktionen til varmvalset stål, er forlængelserne af kernerne omtrent de samme.

Undersøgelser har vist, at støj fra et varmvalset magnetisk kredsløb med en induktionsværdi på 1,35 T svarer til støj fra koldvalset stål med en magnetisk induktion på 1,55 T. Og med en stigning i induktionen i kernen af ​​en koldvalset ståltransformator med 0,1 T, bliver støjen stærkere med 8 dB.

Transformorkernen kan også komme i resonans med vibrationer fra magnetostriktion og endda med harmoniske vibrationer i magnetkredsløbet. Hvis det magnetiske kredsløb eller dele af transformeren falder i resonans med disse harmoniske, vil støjområdet med udpegede toppe dække flere harmonier med dobbelt netværksfrekvens.

Det blev eksperimentelt bekræftet, at harmonikken i magnetisk kredsløbsvibrationer er særligt udtalt ved høje værdier af magnetisk induktion, når en ikke-lineær del af magnetiseringskurven overgår i nærvær af en overflod af harmonier af magnetostriktive vibrationer.

En af hovedkomponenterne i denne støj i transformeren hører til de tværgående vibrationer af pladerne. Disse tydelige vibrationer forekommer på grund af forskelle i arklængde og -tykkelse, og som et resultat er forlængelsesfaktorerne for hvert ark forskellige, og dette fører til en ændring i sammenføjningen som funktion af øjeblikkelige induktionsværdier.

Dette fører til en omfordeling i tid for magnetisk flux mellem tilstødende ark, og som et resultat opnås tværgående vibrationer af pladerne. Magnetfluxen ændrer sig i tiden og med det ferromagnets mætning. Magnetiseringskurven er forvrænget, og som et resultat vises højere harmoniske og magnetostriktionstøj.

Det er vigtigt, at kernens længde ikke kun ændrer sig fra magnetostriktion, men også under påvirkning af magnetiske kræfter, der opstår, når magnetfluxen går fra plade til plade. Dette sker, når de parallelle plader skelnes ved magnetisk permeabilitet.

Det blev eksperimentelt bekræftet, at både langsgående og tværgående vibrationer af pladerne genererer vibrationer og støj med omtrent samme intensitet. Selv hvis en af ​​transformatorstøjkilderne er fuldstændigt undertrykt, falder den samlede støj ikke med mere end 3 dB.

Reaktorer, reaktorer med strukturelle lufthuller adskiller sig ved støj, der netop skyldes magnetiske kræfter. Mellem to dele, adskilt af et mellemrum, opstår vekslende tiltrækningskræfter med en dobbelt magnetiseringsfrekvens.

Støj forårsaget af elektrodynamiske kræfter i viklingerne af en transformer, der arbejder under belastning, er normalt ret stille, hvis der ikke er nogen aksial tilbageslag, som er typisk for elastisk viklingpresning. Derfor er lastniveauet for denne støjtransformator praktisk taget uafhængigt.

Denne position giver dig mulighed for at normalisere transformatorens støjniveau. Imidlertid er beskaffenheden og størrelsen af ​​belastningen stadig forbundet med magnetisk induktion i transformerstål under drift, derfor er niveauet for magnetisk støj med lasteffekten stadig relateret.

Vi håber, at denne korte artikel tillader en uerfaren læser at få et svar på spørgsmålet om, hvorfor transformeren brummer.

Dette er interessant:Hvordan man finder ud af en transformers magt og strøm ved dens udseende