Обновлено: 07.07.2024

Часто во время эксплуатации трансформаторов они начинают гудеть. Причина в том, что собранный пакет трансформаторного сердечника который проклеен на заводе при его изготовлении иногда расклеивается в одном или нескольких местах, освобождая одну или несколько пластин. Под действием сильного магнитного поля, пластины начинают дребезжать в резонанс с частотой питающей сети 50 Гц.Такой сердечник нужно промазать эпоксидным компаундом и постараться прижать отклеенные пластины клинышками или струбциной. У некоторых трансформаторов старого образца, пластины сердечника стягивают при помощи резьбовых шпилек. Такое крепление тоже иногда отходит и трансформатор начинает гудеть. Тогда нужно попытаться подтянуть гайки на шпильках и устранить гудение. Часто меры подтяжки и подклейки не помогают по причине недоступности. Тогда нужно пролить компаундом все видимые щели у трансформатора между сердечником и катушкой. Чтобы компаунд проникал глубоко в зазоры его нужно нагреть феном до текучести и затем повернуть трансформатор туда-обратно для равномерного проникновения.После затвердевания трансформатор можно установить на место.

Всем доброго дня! В выходные раздобыл трансформаторное железо, намотал вот транс для усилка. Первичная обмотка 0.5, вторичная 1.5. При включении в сеть неприятно поразил громкий гул трансформатора. Сердечник ленточный, собран из 4 половинок. При обжатии его хомутом, гул уменьшился, но всё равно отчетливо слышен. Как его ещё можно уменьшить, в идеале свести к минимуму? А то ведь гудение из корпуса будущего усилка будет слышно. До этого времени с ленточными трансами дела не имел, только с Ш-образными. Поэтому весь в сомнениях, может быть накосячил где. И ещё такой вопрос: при испытании транса на холостом ходу, без нагрузки, через полчаса работы, катушка стала теплой. Так и должно быть?

Борис_Фер, помимо сердечника смотреть надо не болтается ли сама катушка на сердечнике(должна сидеть очень плотно,не болтаясь),а транс на холостом ходу и должен немного подогреваться-энергия то в нагрузку не идет .

Я когда разбираю такой транс,то метки ставлю на всех половинках.Ведь их сначала мотают из ленты,а затем разрезают.Ессно не точно.

тут нада хорошо зажать сердечники. хомуты не самый лучший вариант. также распереть катушки. например забить деревяшки какие нить между катухой и сердечником. еще по хорошему готовый транс заливают лаком.
также мне советовали када то между частями сердечника залить смесь эпоксидки с железом от транса (напильником нафигачить). и все это дело в тиски на день. потом гудение транса слышно только на прикосновение зуба

Я сколько такие трансы перематывал, просто капал на каждую половинку каплю клея момент. И все, придавил, подержал - готово. Не гудит, даже если катушка не плотно (у меня везде не плотно)

Почему гудит трансформатор, источники вибрации и шума, что такое магнитострикция

А почему гудит трансформатор? Вы когда-нибудь задумывались об этом? Кто-то скажет что это от того, что плохо закреплены между собой витки или обмотки колеблются, стукаясь о железо. Может быть площадь сердечника оказалась меньше требуемой по расчетам или слишком много вольт на виток получилось при намотке? А соответствует ли подаваемая частота данному материалу сердечника? Давайте, однако, разбираться.

На самом деле причиной гудения трансформатора изначально является магнитострикция. Магнитострикцией называется явление изменения размеров и формы ферромагнитного тела под действием переменного магнитного поля.

Размеры и форма ферромагнитных тел зависят от состояния их намагниченности. Джеймс Джоуль в 1842 r. впервые обнаружил, что при внесении в магнитное поле железа последнее меняет свою форму, удлиняясь по одним направлениям относительно поля и укорачиваясь по другим. Объем тела тела при этом заметно не менялся.

Итак, если ферромагнетик поместить в магнитное поле, то это прежде всего приведет к изменению его результирующей намагниченности.

Одновременно с этим будет происходить изменение размеров тела из-за тoгo, что спонтанная намагниченность меняет своё направление в различных участках тела, а следовательно, меняется и направление спонтанных деформаций в них. Это свойство, которое присуще всем телам (ферромагнетикам лишь в наиболее яркой форме).

Кроме магнитострикции причинами шума могут быть работающие масляные насосы и вентиляторы систем охлаждения мощных трансформаторов. Электродинамические усилия в обмотках и электромеханические устройства, регулирующие напряжение под нагрузкой, также создают шум.

В существенной степени уровень этого шума зависит от величины электромагнитной нагрузки и габаритных размеров трансформатора. И в основе шума именно вибрация ферромагнитного магнитопровода, сопровождающая магнитострикцию.

Степень выраженности явления зависит от величины магнитной индукции, а также от структуры и от физических характеристик самой электротехнической стали. Далее вибрация передается маслу и опорам сердечника, а от масла и опор сердечника — непосредственно баку.

Поскольку длина волны для сетевой частоты в трансформаторном масле составляет приблизительно 12 метров, а стенка бака расположена на небольшом расстоянии от сердечника, то бак полностью принимает и воспроизводит соответствующие вибрации близлежащих частей сердечника.

Иногда прочие источники шума оказываются громче, например та же система активного охлаждения, однако в целом доминирует именно магнитный шум сердечника, вызванный магнитострикцией.

Под действием переменного магнитного поля, сердечник испытывает переменные магнитострикционные деформации. И если бы листы стали, из которых набран сердечник, испытывали бы растяжения прямо пропорционально квадрату магнитной индукции, то магнитострикционные колебания обладали бы одной устойчивой частотой, равной 100 Гц для сетевых 50 Гц. Однако на деле эта зависимость не прямопропорциональна, и колебания, а за ними и вибрация бака, выдают шум с высшими гармониками.

Как для холоднокатаной, так и для горячекатаной электротехнических сталей данные по относительному количественному удлинению при магнитострикции имеются. Горячекатаная листовая сталь с повышенным содержанием кремния практически полностью препятствует проявлению магнитострикции, и 6% кремния, добавленные в трансформаторную сталь, почти блокируют ее. Но такую сталь невозможно применять в трансформаторах в силу не лучших механических ее характеристик.

У холоднокатаной стали, при том же значении магнитной индукции, относительное удлинение оказывается меньше, чем у стали горячекатаной. Но в силу того, что индукция в сердечниках из холоднокатаной стали превосходит индукцию для стали горячекатаной, удлинения сердечников оказываются приблизительно одинаковыми.

Исследования показали, что шум магнитопровода из горячекатаной стали при значении индукции в 1,35 Тл соответствует шуму холоднокатаной стали при магнитной индукции 1,55 Тл. А при увеличении индукции в сердечнике трансформатора из холоднокатаной стали на 0,1 Тл, шум становится сильнее на 8 дБ.

Трансформаторный сердечник может также попасть в резонанс с колебаниями от магнитострикции, да еще и с гармониками вибраций в магнитопроводе. Если магнитопровод или детали трансформатора угодят в резонанс с данными гармониками, то диапазон шума с ярко выраженными пиками охватит кратные гармоники удвоенной сетевой частоты.

Экспериментально подтверждено, что гармоники вибраций магнитопровода особо ярко выражены при высоких значениях магнитной индукции, когда происходит переход нелинейного участка кривой намагничивания при наличии обилия гармоник магнитострикционных вибраций.

Одна из главных составляющих этого шума в трансформаторе принадлежит поперечным колебаниям листов. Эти отчетливые вибрации возникают вследствие различия листов по длине и толщине, в итоге коэффициенты удлинения для каждого листа различны, а это ведет к изменению зазора сочленений в функции мгновенных значений индукции.

Это ведет к перераспределению во времени магнитных потоков между соседними листами, и в итоге получаются поперечные вибрации листов. Магнитный поток изменяется во времени, а вместе с ним и степень насыщения ферромагнетика. Кривая намагниченности искажается, и как следствие, появляются высшие гармоники и шум магнитострикции.

Важно, что длина сердечника изменяется уже не только от магнитострикции, но и под действием магнитных сил, которые возникают при переходе магнитного потока от пластины к пластине. Так получается тогда, когда параллельно расположенные пластины отличаются магнитной проницаемостью.

Экспериментально подтверждено, что как продольные, так и поперечные колебания листов порождают вибрации и шум приблизительно одинаковой интенсивности. Поэтому, даже если полностью подавить один из источников шума трансформатора, общий шум не снизится более чем на 3 дБ.

Реакторы, дроссели, имеющие конструктивные воздушные зазоры, отличает шум, вызванный именно магнитными силами. Между двумя частями, разделенными зазором, возникают переменно силы притяжения с удвоенной частотой намагничивания.

Шум, вызываемый электродинамическими силами в обмотках трансформатора, работающего под нагрузкой, как правило довольно тих, если отсутствуют осевые люфты, как это свойственно для упругой прессовки обмоток. Поэтому от нагрузки уровень этого шума трансформатора практически не зависит.

Данное положение позволяет нормировать уровень шума трансформатора. Однако характер и величина нагрузки все же связаны с магнитной индукцией в трансформаторной стали в процессе работы, поэтому уровень магнитного шума с мощностью нагрузки все же связан.

Надеемся, что эта небольшая статья позволила неискушенному читателю получить ответ на вопрос, почему же гудит трансформатор.

Главный редактор сайта Электрик Инфо. Инженер-электрик с опытом работы на промышленных предприятиях, преподаватель спецдисциплин в колледже.

При работе трансформатора появляется характерный звук гудения. Это нормальное явление, объясняющееся появлением магнитострикции. Физическое явление оказывает минимальное воздействие на бытовые приборы. Если гудит трансформатор подобного типа, возможно, система функционирует неправильно. В этом потребуется разобраться. Если характерный звук определяется в блоке питания, в усилителе или подобных приборах, необходимо найти причину и устранить ее. Что делать в этом случае, будет рассмотрено далее.

Понятие магнитострикции

Чтобы разобраться, почему сильно гудит усилитель, блоки питания различных бытовых приборов или иные трансформаторы, следует рассмотреть азы работы этой техники. Трансформатором называется агрегат, который призван преобразовывать электрический ток в соответствии с требованиями потребителя. Прибор состоит в самом простом виде из таких частей:

1. Сердечник (магнитопривод).
2. Первичный контур.
3. Вторичный контур.

Магнитопривод состоит из железных пластин, характеризующихся ферромагнитными свойствами. В процессе прохождения по первичной обмотке электрического тока появляется магнитное поле. Оно способствует возникновению во вторичном контуре энергии. Частота тока остается неизменной. В зависимости от количества витков катушек напряжение в сети может увеличиваться или уменьшаться.

Магнитострикцией же называется эффект, который приводит к изменению размера тела, через которое проходит поток заряженных частиц. На подобные изменения реагируют материалы с сильными магнитными характеристиками. Из них изготавливают сердечник.

Изменения размеров влияют на появление колебаний воздуха возле магнитопривода. Возникают звуковые волны. Они имеют определенную частоту. Возникает гудение. В импульсных устройствах такого звука не слышно. Их колебания формируются с частотой, которую не воспринимает ухо человека.

Почему гудит трансформатор?

Главная причина шума работающего трансформатора – это явление магнитострикции. Чтобы понять его суть, вспомните, как работает трансформатор.

Как работает трансформатор?

Трансформатор состоит из двух катушек с намотанной проволокой. Они окружены металлическим сердечником с выраженными магнитными свойствами (ферромагнитный материал). Сердечник состоит из тонких пластин, скрепленных между собой.

В трансформатор под нагрузкой поступает переменный электрический ток. Он попадает в первичную обмотку, создавая в ней электромагнитное поле. Оно передается сердечнику, а затем и вторичной обмотке. Магнитное поле во вторичной обмотке создает электрический ток, но уже с другим значением напряжения. Напряжение на выходе из трансформатора зависит от количества витков проволоки в обмотках. Так при помощи трансформатора понижается напряжение электрического тока с высоковольтной линии до значений, которые используются в бытовых электрических сетях.

Где и почему рождается шум трансформатора?

Металлический сердечник состоит из зон микроскопического размера. В выключенном трансформаторе магнитное поле сердечника беспорядочно. Но как только в первичной катушке возникает магнитный поток – магнитное поле в сердечнике упорядочивается. В результате материал сердечника немного деформируется. Так сердечник сжимается и разжимается. Это и есть магнитострикция

. А в результате возникают вибрации. Они производят характерный гул низкой частоты, который мы слышим при работе трансформатора.

Так как через трансформатор пропускается переменный электрический ток, то и магнитное поле меняет свое направление дважды за фазу. То есть, если наши сети работают с током частоты 50 Гц, то обмотки трансформатора колеблются с частотой в два раза больше – 100 Гц. А вот американские трансформаторы работают с током 60 Гц, поэтому гудят с частотой 120 Гц.

Почему некоторые трансформаторы гудят сильнее?

Есть и другие причины, которые заставляют трансформатор гудеть.

Если изоляция витков нарушена, то между ними могут проскакивать искры. В этом случае мы слышим звуковые щелчки. По той же причине в сырую погоду сильнее гудят провода высоковольтной линии электропередач.

Важно! На деле звук работающего трансформатора ощутимо меняется, если изоляция уже окончательно повреждена. Поэтому регулярно проверяйте трансформатор, замеряйте уровень шума.

Незакрепленные провода и зажимы тоже начинают колебаться при работе оборудования. Вибрация создает звуковые колебания. А мы слышим гул или даже грохотание из-под обшивки трансформатора.

Уровень шума трансформатора не должен превышать определенных величин. Например, на масляные силовые трансформаторы распространяется ГОСТ 12.2.024-87. Для снижения шумового загрязнения рядом с трансформаторами устанавливают специальные экраны или в конструкции их самих предусматривают глушители.

Уровень шума

Гудящий звук появляется при определенных условиях работы агрегата. Он зависит от некоторых параметров оборудования. В течение одного цикла работы магнитопривод растягивается и сжимается два раза. Если частота сети соответствует стандартному значению для переменного тока (50 Гц), появится звуковая волна. Ее частота составит 100 Гц. Человек при этом услышит звук гудения. Он отличается своей интенсивностью.

Сила, с которой гудят трансформаторы, зависит от нескольких особенностей оборудования. К таким факторам относятся:

• Уровень нагрузки.
• Габариты составных частей системы.
• Физические характеристики, структура сердечника.

Для усилителя, блока питания и прочих небольших бытовых приборов появление шума при работе не является нормой. Если такое устройство начинает гудеть, необходимо найти причину неисправности и устранить ее.

Эффект магнитострикции

Так как поле переменное, то и пластины сердечника начинают сжиматься и вытягиваться в такт с ним. Этот процесс получил название магнитострикции. Производятся такие движения с большой частотой в 100 Гц, при частоте тока в 50 Гц, в пространство исходит вибрация, которая имеет звуковой диапазон и различима человеческим ухом. Кроме стандартной частоты, в составе переменного тока имеются более высокочастотные гармоники. Их больше, чем больше нагружен трансформатор, а это в свою очередь более резкая и слышимая вибрация. Вот почему гудит трансформатор.

Силовой трансформатор

Среди всех разновидностей трансформаторов одним из самых востребованных является силовой тип. Если такой агрегат гудел раньше тихо, но потом шум усилился, это может свидетельствовать о нарушениях структуры сердечника. Его пластины со временем могут разойтись. Потребуется устранить зазоры, создать хорошую стяжку. Проще всего такой ремонт производится для прибора броневого типа. Для этого применяется обычный сантехнический хомут, который затягивается по периметру магнитопривода.

Возможно, трансформатор не только стал сильно шуметь, но и нагреваться. Это говорит о повышенной токовой нагрузке. Причиной такому явлению может стать межвитковое замыкание, неисправности в цепи потребителя.

Также рекомендуем ознакомиться: как проводят ремонт силовых трансформаторов?

Диагностика

Чтобы отремонтировать оборудование, потребуется произвести его диагностику. Сначала исключается возможность межвиткового замыкания. Мультиметром такую неисправность определить затруднительно. В этом случае потребуется произвести поверхностный осмотр. Если визуально определяются подтеки, почернение, сгоревшая изоляция, можно сказать, что причина гудения установлена.

Если поверхностный осмотр не выявил отклонений, потребуется произвести более глубокую диагностику. При наличии только мультиметра можно воспользоваться одним из двух возможных подходов:

1. Тестер переводится в положение мегомметра. Определив тип устройства, следует сравнить результаты замера с номинальным значением (представлено в соответствующем справочнике). Если отклонение составляет более 50%, в трансформаторе появилось межвитковое замыкание.
2. Измеряют аналогичный рабочий прибор. При этом исследуется сопротивление обмоток. Если их расхождение составляет 20%, причина заключается в замыкании между витками.

Если диагностика проводится для понижающего трансформатора, можно включить его в сеть и проверить напряжение на кабеле вторичной обмотки. Если появится дым, потрескивание, систему сразу же обесточивают. Неисправна первичная обмотка.

загудел трансформатор

Например, сердечник и количество витков рассчитаны для работы вблизи насыщения очень частое явление в коммерческой аппаратуре — чтобы мотать меньше витков и меньше материала тратить. Получается, что сердечник работает близко к насыщению, количество витков первичной обмотки, а следовательно, и её оммическое сопротивление мало. В таком случае, при наличии постоянной составляющей в сети всего около 1В, по первичной обмотке течёт ток подмагничивания, который смещает кривую намагничивания трансформатора а она и так была близка к насыщению по своим краям в плюс или в минус.

Что касается топикстартера, разумеется, в первую очередь нужно проверять стяжку трансформатора и вообще — механические проблемы. Но если ничего не помогает, нужно пробовать устранить постоянное напряжение в сети.

По поводу попыток измерения постоянной составляющей: для её измерения необходим фильтр с большой постоянной времени например, сопротивление 33кОм У меня в системе есть фильтр постоянной составляющей, но в моей сети постоянной составляющей нет.

Перемотка

Если пользователь силового прибора сделал перемотку самостоятельно, существует большая вероятность появления гула. Причин тому может быть несколько:

• Магнитопровод собран или подогнан неправильно. Часто неприятность возникает при перемотке Ш-подобного сердечника.
• Катушка не закреплена хорошо.
• Обмотка намотана неплотно. Пропитать ее можно парафином.
• Расчет витков произведен неправильно. В этом случае определяется не только шум, но и нагрев. Расчет потребуется произвести снова, устранить допущенные ошибки.

Интересное видео: Перемотка трансформатора своими руками

Чтобы выполнить перемотку правильно, рекомендуется обратиться к профессионалам. Если же пользователь желает научиться выполнять такое действие самостоятельно, необходимо рассмотреть тонкости этого процесса.

Перемотка Ш-подобного сердечника

Гул после перемотки определяется именно в Ш-подобном типе магнитопровода. В процессе проведения операции необходимо максимально уменьшить потери вихревых токов. С одной стороны каждая пластина изолируется лаком. После проведения перемотки каждую деталь поочередно устанавливают на сердечник.

Когда половина работы будет проделана, необходимо вставить две пластины с одной стороны сердечника. Их не нужно задвигать до конца. Далее продолжается сборка. Когда магнитопровод будет собран приблизительно на 2/3, в оставшиеся части необходимо поставить еще Ш-подобные пластины. Оставшиеся элементы нужно установить между двух выдвинутых в центре частей. Их осторожно забивают киянкой. Пластины не должны гнуться. В завершении сборки потребуется вставить торцевые элементы конструкции.

Как работает трансформатор

Чтобы разобраться в этом, не мешает вспомнить школьный урок физики, где описан принцип работы трансформатора. Трансформатор работает на основе закона электромагнитной индукции. Он включает в себя катушки, намотанные проводом разного диаметра и с различным количеством витков. Эти катушки представляют первичную и вторичную обмотки трансформатора. Между обмотками есть связь. Она осуществляется посредством своеобразного кольца из специальной ферромагнитной стали. Кольцо получило название сердечника и расположено внутри обмоток. Сама конструкция сердечника собрана из тонких пластин.

Материал сердечника разбит на множество микроучастков. В каждом таком участке без наличия входного напряжения присутствует свое магнитное поле, направленное часто противоположно друг к другу. Однако под напряжением все потоки начинают устремляться в одном направлении, создавая мощный магнит. Все это сопровождается изменением физических размеров самого сердечника. Можно догадаться теперь, почему гудит трансформатор.

Читайте также:

  
• Копилка своими руками с цифрами распечатать
  
• Новогодние боксы подарочные своими руками
  
• Ремонт генератора ваз 2101 своими руками
  
• Стратегии как из группы людей сделать самоорганизованную команду
  
• Очистить firefox как это правильно сделать