Perché il trasformatore ronza

L'insegnante chiede a Vovochka: - Vovochka, e con chi lavora tuo padre? - Trasformatore, Maria Ivanovna. - E come va? - Bene, ottiene 380 rubli, dà 220 a sua madre e ronza i restanti 160 ...

Perché il trasformatore ronza? Ci hai mai pensato? Qualcuno dirà che questo è perché le bobine sono mal fissate tra loro o gli avvolgimenti oscillano, bussando al ferro. Forse l'area del nucleo si è rivelata inferiore a quella richiesta dai calcoli, oppure durante l'avvolgimento sono emerse troppe volt per giro? La frequenza fornita corrisponde a questo materiale principale? Capiamo, comunque.

In effetti, la causa del ronzio del trasformatore è inizialmente la magnetostrizione. La magnetostrizione è il fenomeno dei cambiamenti nelle dimensioni e nella forma di un corpo ferromagnetico sotto l'influenza di un campo magnetico alternato.

Le dimensioni e la forma dei corpi ferromagnetici dipendono dallo stato della loro magnetizzazione. James Joule nel 1842 scoperto dapprima che quando il ferro viene introdotto nel campo magnetico, quest'ultimo cambia forma, allungandosi in una direzione rispetto al campo e accorciandosi nell'altra. Il volume del corpo non è cambiato in modo evidente.

Quindi, se un ferromagnete viene posizionato in un campo magnetico, questo porterà principalmente a un cambiamento nella sua magnetizzazione risultante. Allo stesso tempo, si verificherà un cambiamento nelle dimensioni del corpo a causa del fatto che la magnetizzazione spontanea cambia la sua direzione in diverse parti del corpo, e quindi cambia anche la direzione delle deformazioni spontanee in esse. Questa è una proprietà inerente a tutti i corpi (ferromagneti solo nella forma più sorprendente).

Oltre alla magnetostrizione, il rumore può essere causato dal funzionamento delle pompe dell'olio e dai ventilatori dei sistemi di raffreddamento di potenti trasformatori. Anche le forze elettrodinamiche negli avvolgimenti e nei dispositivi elettromeccanici che regolano la tensione sotto carico creano rumore.

In misura significativa, il livello di questo rumore dipende dall'entità del carico elettromagnetico e dalle dimensioni complessive del trasformatore. E il rumore si basa sulla vibrazione di un circuito magnetico ferromagnetico che accompagna la magnetostrizione. La gravità del fenomeno dipende dall'entità dell'induzione magnetica, nonché dalla struttura e dalle caratteristiche fisiche dell'acciaio elettrico stesso. Inoltre, la vibrazione viene trasmessa ai supporti dell'olio e del nucleo e dai supporti dell'olio e del nucleo - direttamente al serbatoio.

Poiché la lunghezza d'onda della frequenza di rete nell'olio del trasformatore è di circa 12 metri e la parete del serbatoio si trova a una piccola distanza dal nucleo, il serbatoio riceve e riproduce completamente le vibrazioni corrispondenti delle parti vicine del nucleo.

A volte altre fonti di rumore risultano più forti, ad esempio lo stesso sistema di raffreddamento attivo, tuttavia è il rumore magnetico centrale causato dalla magnetostrizione che generalmente domina.

Sotto l'influenza di un campo magnetico alternato, il nucleo sperimenta alterazioni deformative magnetostrittive. E se le lamiere di acciaio da cui è stato estratto il nucleo subirebbero una tensione direttamente proporzionale al quadrato dell'induzione magnetica, le vibrazioni magnetostrittive avrebbero una frequenza stabile pari a 100 Hz per una rete di 50 Hz. Tuttavia, in realtà questa dipendenza non è direttamente proporzionale e le vibrazioni, e dopo di esse la vibrazione del serbatoio, producono rumore con armoniche più elevate.

Per gli acciai elettrici sia laminati a freddo che a caldo, sono disponibili dati sul relativo allungamento quantitativo durante la magnetostrizione. La lamiera di acciaio laminata a caldo con un alto contenuto di silicio impedisce quasi completamente la manifestazione di magnetostrizione e il 6% di silicio aggiunto all'acciaio del trasformatore lo blocca quasi.Ma tale acciaio non può essere utilizzato nei trasformatori a causa delle sue scarse caratteristiche meccaniche.

Nell'acciaio laminato a freddo, con lo stesso valore di induzione magnetica, l'allungamento è inferiore rispetto all'acciaio laminato a caldo. Ma a causa del fatto che l'induzione nei nuclei di acciaio laminato a freddo è superiore all'induzione per l'acciaio laminato a caldo, gli allungamenti dei nuclei sono approssimativamente gli stessi.

Gli studi hanno dimostrato che il rumore di un circuito magnetico in acciaio laminato a caldo con un valore di induzione di 1,35 T corrisponde al rumore dell'acciaio laminato a freddo con un induzione magnetica di 1,55 T. E con un aumento dell'induzione nel nucleo di un trasformatore di acciaio laminato a freddo di 0,1 T, il rumore diventa più forte di 8 dB.

Il nucleo del trasformatore può anche entrare in risonanza con le vibrazioni della magnetostrizione e persino con le armoniche delle vibrazioni nel circuito magnetico. Se il circuito magnetico o parti del trasformatore cadono in risonanza con queste armoniche, l'intervallo di rumore con picchi pronunciati coprirà più armoniche del doppio della frequenza di rete.

È stato confermato sperimentalmente che le armoniche delle vibrazioni del circuito magnetico sono particolarmente pronunciate ad alti valori di induzione magnetica, quando una porzione non lineare della curva di magnetizzazione passa in presenza di un'abbondanza di armoniche di vibrazioni magnetostrittive.

Uno dei componenti principali di questo rumore nel trasformatore appartiene alle vibrazioni trasversali dei fogli. Queste distinte vibrazioni si verificano a causa della differenza di lunghezza e spessore del foglio; di conseguenza, i fattori di allungamento per ciascun foglio sono diversi e questo porta a un cambiamento nel gap articolare in funzione dei valori di induzione istantanea.

Ciò porta ad una ridistribuzione nel tempo del flusso magnetico tra fogli adiacenti, e di conseguenza si ottengono vibrazioni trasversali dei fogli. Il flusso magnetico cambia nel tempo e con esso il grado di saturazione del ferromagnete. La curva di magnetizzazione è distorta e, di conseguenza, compaiono armoniche più elevate e rumore di magnetostrizione.

È importante che la lunghezza del nucleo cambi non solo dalla magnetostrizione, ma anche sotto l'influenza delle forze magnetiche che sorgono quando il flusso magnetico passa da una piastra all'altra. Ciò accade quando le piastre parallele si distinguono per permeabilità magnetica.

È stato confermato sperimentalmente che le vibrazioni sia longitudinali che trasversali dei fogli generano vibrazioni e rumore approssimativamente della stessa intensità. Pertanto, anche se una delle fonti di rumore del trasformatore è completamente soppressa, il rumore totale non diminuirà di oltre 3 dB.

Reattori, reattori con intercapedini strutturali dell'aria si distinguono per il rumore causato precisamente da forze magnetiche. Tra due parti, separate da uno spazio, si alternano forze di attrazione con una doppia frequenza di magnetizzazione.

Il rumore causato dalle forze elettrodinamiche negli avvolgimenti di un trasformatore che funziona sotto carico è generalmente abbastanza silenzioso se non ci sono giochi assiali, come è tipico per la pressatura degli avvolgimenti elastici. Pertanto, il livello di carico di questo trasformatore di rumore è praticamente indipendente.

Questa posizione consente di normalizzare il livello di rumore del trasformatore. Tuttavia, la natura e l'entità del carico sono ancora associate all'induzione magnetica nell'acciaio del trasformatore durante il funzionamento, pertanto il livello di rumore magnetico con la potenza del carico è ancora correlato.

Speriamo che questo breve articolo abbia permesso a un lettore inesperto di ottenere una risposta alla domanda sul perché il trasformatore ronza.

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