Hvorfor summer eller surrer en transformator? Årsaker, normale lydnivåer og rettelser

En 500 VA laminert transformator som sitter på en arbeidsbenk gir fra seg en jevn lav tone du kan høre fra hele rommet, og det er ingenting galt med den. På en 50 Hz forsyning sitter lappen nær 100 Hz; på en 60 Hz forsyning sitter den nær 120 Hz. Den lyden er stål som endrer form i et magnetfelt, ikke en komponent i ferd med å svikte.

Det korte svaret: brummen kommer hovedsakelig fra magnetostriksjon, den lille utvidelsen og sammentrekningen av kjernestål når magnetfeltet reverserer, pluss de magnetiske kreftene som virker på viklingene. Uansett hva transformatoren er boltet til, forsterker den vibrasjonen. En jevn tone ved to ganger linjefrekvens er normal oppførsel.

Jevn lav tone, konstant tonehøyde: normal kjernebrum.
Nynn som stiger og faller med last: viklings- og blykrefter.
Raspende buzz etter at en likeretter eller drivenhet ble lagt til: DC skjevhet eller harmoniske.
Knatring, knepping, banking eller en plutselig endring av tonehøyde: Stopp og undersøk.

Resten av denne artikkelen forklarer hver kilde, viser hvordan man skiller en normal brummen fra en feil, og viser hva som faktisk reduserer støyen.

Hvor summingen kommer fra

Magnetostriksjon dominerer. Kornorientert silisiumstål, materialet i nesten hver laminert kjerne, endrer dimensjon veldig lite når det magnetiseres, med en belastning i størrelsesorden noen få deler per million. Fordi endringen skjer i begge halvdeler av syklusen, vibrerer kjernen ved 100 Hz på 50 Hz forsyninger og ved 120 Hz på 60 Hz forsyninger, med harmoniske stablet på toppen. En kjerne drevet med 1,6 T til 1,7 T beveger mer enn én drevet med 1,2 T, og derfor bruker stille design mer kjernestål og flere svinger i stedet for bare en større kVA-vurdering.

Vindinger kommer i andre rekke. Strøm i tilstøtende ledere skaper krefter proporsjonale med kvadratet av strømmen, så viklingsvibrasjonen vokser med belastning mens kjernebrum forblir nesten den samme fra tomgang til full belastning. På en liten EI-enhet er endringen knapt hørbar; på en stor tørr enhet kan den nå flere desibel.

Struktur kommer på tredjeplass, og det er ofte den største multiplikatoren. En transformator festet til et fleksibelt stålpanel, en stendervegg eller et hult gulv utstråler langt mer lyd enn samme enhet på en betongsokkel. Innkapslingspaneler, rør og monteringskanaler har hver sin resonans, og et panel som gir resonans ved 100 Hz kan gjøre en beskjeden vibrasjon til en romfyllende drone. Vifter og pumper, der de er montert, legger til egen bredbåndsstøy.

Kjernemagnetostriksjon: 58 %
Vikle- og blykrefter: 16 %
Innkapslingsresonans: 16 %
Vifter og hjelpeenheter: 10 %

Indikativ splittelse av hørbar støy for en belastet tørrtransformator målt til én meter. Balansen skifter med størrelse, kjernemateriale og montering.

Hvorfor buzz blir høyere

Flustetthet avhenger av påført spenning og frekvens, ikke av belastning. En transformator designet for 220 V ved 50 Hz kjører nær designfluksen; øke forsyningen til 240 V og kjernen drives omtrent 9 % hardere. Under kneet på magnetiseringskurven er den ekstra lyden beskjeden. Over den mettes kjernen under en del av hver halve syklus, den gjeldende bølgeformen forvrenges, og summingen blir høyere, tøffere og rikere på harmoniske.

Overspenning og natteffekten

Nettspenningen stiger når etterspørselen faller, så en transformator høres ofte høyere ut sent på kvelden. Hvis summingen på en distribusjonsenhet øker merkbart om kvelden, mål tilførselen med en sann RMS-måler før du antar en feil. Et trykkskifte eller en liten reduksjon i primærspenningen gjenoppretter ofte det opprinnelige lydnivået.

DC bias

Likestrøm i en vikling presser kjernen asymmetrisk mot metning og produserer en hard buzz i stedet for en jevn tone. Halvbølgelikerettere, ufiltrerte ladere og noe sveiseutstyr er vanlige årsaker inne i et anlegg; geomagnetiske forstyrrelser gjør det samme med store netttransformatorer.

Harmonikk og resonans

Drivere med variabel frekvens, switch-mode forsyninger og LED-drivere trekker strøm i korte pulser. Disse harmoniske strømmene bygger sitt eget kraftmønster i viklingene og gir summingen en raspende kant. I andre tilfeller har ingenting elektrisk endret seg i det hele tatt: en 100 Hz eller 120 Hz eksitasjon matcher ganske enkelt resonansfrekvensen til et panel, og å trykke en hånd mot kabinettet mens du lytter er den raskeste måten å finne den på.

Normal nynning eller varseltegn?

Normal brummen er jevn, lav og forutsigbar. Feil og elektriske problemer er sjelden så høflige, og enhver plutselig endring i lyd er verdt å undersøke på egen hånd.

Vanlige transformatorlyder, deres sannsynlige årsaker og passende første respons.
Det du hører	Sannsynlig årsak	Første svar
Jevn lav tone ved 100 eller 120 Hz	Magnetostriksjon i kjernen	Normal; monter isolasjonsfester hvis rommet er stille
Nynn som vokser med belastning	Viklekrefter og harmoniske strømmer	Sjekk lastprofil og harmonisk spektrum
Høyere om natten eller ved høy forsyningsspenning	Kjerne overeksitasjon	Mål forsyningsspenningen og kontroller kraninnstillingen
Hard buzz siden en likeretter ble installert	DC-forspenning eller høy harmonisk strøm	Monter DC-blokkering eller se gjennom lastdesignet
Metallisk rangle som stopper når du trykker på et panel	Løs panel, bolt eller brakett	Trekk til festene igjen og legg til demping
Knatrer, popper, freser	Lysbue- eller isolasjonsspenning	Slå av strøm umiddelbart og få enheten inspisert
Høyt banking eller dunking	Løs kjerneklemming eller en intern feil	Ta ut av drift og inspiser
Klukker eller bobler i en oljefylt enhet	Gass i oljen	Oljeprøvetaking og full sjekk

Hva som faktisk reduserer støyen

Installasjon og montering

Unngå stendervegger, undertak og hule gulv; monteres på en stiv, massebelastet overflate.
Hold enhetene unna hjørner, trapperom og trange korridorer, der reflektert lyd øker.
Bruk neoprenputer for små EI og toroidale enheter, og fjær- eller gummi-i-skjær-isolatorer over omtrent 50 kVA.
Bruk fleksibel ledning og flettede ledd slik at vibrasjoner ikke beveger seg langs stive rør.

Mekaniske reparasjoner

Trekk til kjerneklemmer og kabinettfester til produsentens figurer; termisk sykling løsner dem.
Legg til massebelastet vinyl eller akustisk skum til panelene, og hold ventilasjonsveiene klare.
Sjekk klaringer. En kabel som berører et vibrerende deksel vil summe mye mer enn selve transformatoren.

Designvalg

Spesifiser en lavere flukstetthet; stillegående enheter bærer mer kjernestål og flere svinger.
Be om trinn-overlappende gjæringskjøter, som klemmer mer stivt enn enkle skjøter.
Behandle amorfe kjerner med forsiktighet: de reduserer tap uten belastning, men blir vanligvis høyere.
For toroidale og lydtyper låser vakuumlakk eller potting sammenstillingen og fjerner det meste av summingen.

Angi Stille fra starten

Der en transformator skal sitte i nærheten av arbeidsstasjoner, pasientrom eller leiligheter, hører støy hjemme på spesifikasjonsarket. Fabrikklydtester utføres i rolige omgivelser; den samme enheten i et virkelig rom måler vanligvis 3 dB til 5 dB høyere på grunn av refleksjoner og bakgrunnsstøy.

Typiske lydnivåer på en meter for vanlige transformatortyper. Verdiene er veiledende og avhenger av design, belastning og standard som brukes.

Alt som betyr noe bør skrives inn i rekkefølgen:

Et garantert lydnivå i dB(A) på én meter, målt i henhold til IEC 60076-10 for krafttransformatorer eller den aktuelle tørrtypestandarden.
Maksimal flukstetthet ved nominell spenning pluss 5 %, med en forpliktelse om at designet holder seg under den.
Det harmoniske spekteret og enhver DC-komponent av lasten, så kjernen og viklingen kan dimensjoneres for det.
Enten isolasjonsfester, fleksible koblinger og en ventilert lydkapsling er inkludert.
En lydtestrapport med 1/3-oktavspekteret for støyfølsomme steder.

I de fleste tilfeller koster ekstra kjernestål mindre enn en akustisk hette og fjerner støyen ved kilden. En produsent som spoler og tester sine egne enheter kan vanligvis oppgi begge alternativene, så oppgi måldesibeltallet og monteringsforholdene når du ber om en tilpasset transformatordesign .

Ofte stilte spørsmål

Er en brummende transformator farlig?

Nesten aldri. Summing vises så snart enheten er aktivert, selv med ingenting koblet til sekundæren. Knatring, popper, en brennende lukt eller en plutselig endring i tonehøyde er signalene som trenger oppmerksomhet.

Hvorfor høres det høyere ut om natten?

Forsyningsspenningen stiger når etterspørselen faller, og bakgrunnsstøyen i bygget synker. Begge effektene presser den samme summingen lenger inn i bevisstheten din.

Kan en transformator være helt lydløs?

Nei. Hver energisert kjerne vibrerer. Det realistiske målet er et nivå under bakgrunnsstøyen i rommet ved lytteposisjonen.

Betyr en større kVA-klassifisering mindre støy?

Ikke av seg selv. Standardklassifiseringer er utformet med lignende flukstettheter. Støy faller kun når en lavere flukstetthet er spesifisert og betalt for i kjernemateriale.

Endrer belastningen summingen?

Kjernebrum holder seg omtrent konstant fra ingen belastning til full belastning. Viklekrefter stiger med kvadratet av strømmen, så lyden vokser og stivner når belastningen øker.

Transformatorstøy er et design- og installasjonsspørsmål lenge før det blir et vedlikeholdsspørsmål. En jevn 100 Hz eller 120 Hz tone forteller deg at kjernen gjør jobben sin; en ny skrangle, knitring eller endring av tonehøyde ber deg se nærmere. Måling av forsyningsspenning, belastningsharmoniske og lydnivå på én meter identifiserer vanligvis årsaken på en ettermiddag, og de samme tre tallene definerer hva du skal be om ved neste bestilling. Vår bakgrunn innen produksjon av laminerte EI-, toroidale og C-kjerne transformatorer er oppsummert på om side .