Принцип работы

В школьные годы на уроках физики нам давали понятие магнитострикции. Не всем, правда, тогда это было интересно. Попытаемся сейчас вернуться к теме и кратко изложить суть процесса. Для начала вспомним, как работает трансформатор.

На рисунке изображен простейший прибор, состоящий из первичной обмотки (А), вторичной обмотки (Б) и сердечника (С) – магнитопровода, собранного из металлических пластин или из материала, обладающего ферромагнитными свойствами.

При подаче на первичную обмотку (А) переменного напряжения, в ней начинает течь ток, под воздействием которого в сердечнике (С) формируется магнитный поток (Ф), индуцирующий ток во вторичной катушке (Б), к которой подключена нагрузка. Происходит преобразование напряжения, величина которого на выходе будет зависеть от соотношений числа витков первичной и вторичной обмоток. Частота при этом останется неизменной.

Магнитострикция – это физический процесс изменения объемов и размеров тела под воздействием магнитного потока, проходящего через это тело. Изменениям подвержены материалы с ярко выраженными магнитными свойствами, из которых и производят сердечники для трансформаторов.

На рисунке представлена периодичность процесса сжатия и растяжения сердечника за цикл перемены магнитного потока. Изменения размеров магнитопровода приводят к возникновению колебаний воздуха. Образуются волны, имеющие частоту в звуковом диапазоне (50 Гц). Это и есть тот самый гул, сопровождающий обычную работу силовых трансформаторов. В ИИП (импульсных источниках питания) такой шум отсутствует, так как частота волн, образующихся в процессе колебаний, не входит в слышимый человеком диапазон.

Факторы, влияющие на уровень гула

Насколько сильно шумит трансформатор, зависит от:

• степени загруженности;
• габаритных размеров;
• физических характеристик материала, из которого изготовлен магнитопровод.

Перегруженный трансформатор будет гудеть громче, чем работающий при номинальной нагрузке. А характерный шум, возникающий при работе больших силовых преобразователей на подстанциях, является нормальным.

Причины возникновения в трансформаторе побочных звуков:

1. При неплотной намотке катушки, под воздействием магнитного потока, стремящегося сдвинуть обмотки устройства относительно сердечника, возникает вибрация, сопровождающаяся гулом.
2. В процессе работы, при плохой подгонке пластин сердечника и образовании между ними зазоров, возникает вибрация, сопровождающаяся металлическим звоном, впоследствии шумом.
3. При нарушении целостности проводов обмотки катушка может искрить. Процесс сопровождается хлопками. При мощных разрядах звук интенсивнее.
4. Плохо закреплённый трансформатор и его детали также вибрируют и гудят.

Причины шума силового трансформатора

Нормально работающий силовой трансформатор гудит без внезапных резких звуков, дребезжаний, жужжаний. Если слышны неритмичные шумы и потрескивания, аппарат необходимо срочно вывести из эксплуатации.

Для установления причины гула проводят диагностику. Для этого вначале проводят визуальный осмотр трансформатора. Если видны следы потеков, сгоревшая изоляция, почерневшие участки, то делают вывод, что произошло межвитковое замыкание.

Если диагностируют понижающий трансформатор, можно включить его в сеть для проверки напряжения на вторичной обмотке. При возникновении потрескивания, дыма, систему тут же обесточивают.

Если при включении, трансформатор гудит и греется, это говорит о повышенной токовой нагрузке. Причины явления — неисправности в цепи потребителей.

Если устройство гудит после перемотки и сборки, это означает что:

• Неправильно собран или подогнан сердечник.
• Не закреплена катушка или недостаточно плотно намотаны обмотки. В этом случае нужно зафиксировать катушку, перемотать обмотку или залить устройство парафином.
• Неверно произведен расчет обмоток (особенно первичной). В этом случае трансформатор под нагрузкой будет гудеть и греться. Потребуется корректировка расчетов и правильная перемотка.

Причины повышенного шума могут быть в ослаблении болтов крепления составных частей: сердечника, корпуса, крышки, выхлопной трубы, расширительного бака и прочих.

Как устранить неполадку? Необходимо отключить трансформатор и протянуть крепёж.

При вибрации листов магнитопровода крайние листы расклинивают. Для этой цели подойдет электрокартон.

Если трансформатор гудит по причине:

• перегрузки, нужно снизить нагрузку, отключив часть наименее значимых объектов потребления;
• несимметричной нагрузки, потребуется равномерно перераспределить нагрузку по фазам;
• электрических разрядов между обмоткой и корпусом, необходимо вывести трансформатор в ремонт с разборкой и изъятием активной части найти, и устранить место возникновения разряда.

Шум в бытовых приборах

Влияние магнитострикции на сетевые трансформаторы, работающие в бытовых приборах, ничтожно мало, поэтому причины гудения в большинстве случаев указывают на нештатную ситуацию.

Почему гудит трансформатор в сети переменного тока? В чем причина назойливых звуков и что делать, чтобы от них избавиться?

В светильниках и люстрах явление происходит из-за высокой мощности галогеновых 12 вольтовых лампочек. Чтобы избавиться от нежелательного эффекта, нужно снизить мощность источников освещения или установить электронный трансформатор большей мощности (помогает не всегда, иногда нужно просто купить качественный и дорогой источник питания).

Если в совершенно новом телевизоре, при правильно настроенном ресивере слышен свист, скорее всего, его источником является некачественно собранные трансформаторы или дроссели. Нужно дополнительно пропаять детали и, для устранения вибрации, залить обмотки клеем или цапонлаком.

Трансформатор, входящий в устройство блока питания для светодиодной ленты, имеет один большой недостаток. Он пищит при большой нагрузке, а еще чаще писк слышен при диммировании. Проблема уходит после установки герметичного блока питания, через корпус которого, говоря простыми словами, звук просто не пробивается. Ещё можно попробовать найти в продаже диммер с высокой частотой ШИМ.

Если гудит сабвуфер, проблема может быть в неисправности сглаживающих конденсаторов блока питания и в усилителе звука, вышедшем из строя. Тогда в колонках возникает постоянный гул, избавиться от которого поможет замена, пришедших в негодность, деталей. Если элементы усилителя исправны, то следует увеличить ёмкость фильтрующих конденсаторов после диодного моста в блоке питания, чрезмерное увеличение может привести к выходу из строя диодного моста при запуске.

Если микроволновка гудит и вибрирует при включении, скорее всего, произошла поломка силового трансформатора. Прежде чем трогать внутренние элементы, нужно отключить питание и принудительно разрядить высоковольтный конденсатор через лампочку. Повреждения могут быть и в первичной, и во вторичной обмотке. В этом случае лучше обратится в сервисный центр.

Если микроволновка трещит, возможно, проблема в высоковольтных пробоях. Обычно это «лечится» удалением загрязнений и подкрашиванием тех частей корпуса (внутри микроволновки) с которых отвалилась краска, или заменой слюды.

Писк в зарядном устройстве на 12 вольт также наблюдается при некачественном закреплении деталей или если выставлен слишком высокий зарядный ток. Также возможно аккумулятор уже пора менять, так как закоротили пластины его банок между собой. Со временем, если это заводской брак, вибрации данных элементов могут расшатать пайку, образовав в этом месте повышенные контактные сопротивления, которые под действием тока будет нагревать весь участок. Это может привести к короткому замыканию и возгоранию зарядки. В связи с этим, при возникновении проблемы лучше сразу поменять устройство на новое.

Итак, подытожим. Если силовой трансформатор на электрической подстанции гудит равномерно, без внезапных резких звуков – это нормальный естественный процесс работы. Если же мы слышим, как гудит аппарат, который раньше не издавал подобных звуков, нужно заняться его ремонтом.

При отсутствии необходимых знаний и опыта не стоит вмешиваться в устройство прибора. Это может быть опасно. Доверьтесь профессионалам.

Материалы по теме:

• Почему микроволновка не греет еду
• Почему гудит стиральная машина
• Чем отличается трансформатор от автотрансформатора

Опубликовано 02.03.2020 Обновлено 02.03.2020 Пользователем Александр (администратор)