Pourquoi le transformateur fredonne

Le professeur demande à Vovochka: - Vovochka, et avec qui ton père travaille-t-il? - Transformateur, Maria Ivanovna. - Et comment ça? - Eh bien, il obtient 380 roubles, donne 220 à sa mère et bourdonne les 160 restants ...

Pourquoi le transformateur ronfle-t-il? Avez-vous déjà pensé à ça? Quelqu'un dira que c'est parce que les bobines sont mal fixées entre elles ou que les enroulements oscillent, frappant sur le fer. Peut-être que la zone centrale s'est avérée inférieure à celle requise par les calculs, ou est-ce que trop de volts par tour se sont révélés pendant l'enroulement? La fréquence fournie correspond-elle à ce matériau de base? Comprenons cependant.

En fait, la cause du ronflement du transformateur est initialement la magnétostriction. La magnétostriction est le phénomène des changements de taille et de forme d'un corps ferromagnétique sous l'influence d'un champ magnétique alternatif.

Les tailles et la forme des corps ferromagnétiques dépendent de l'état de leur aimantation. James Joule en 1842 a découvert pour la première fois que lorsque le fer est introduit dans le champ magnétique, ce dernier change de forme, s'allongeant dans une direction par rapport au champ et se raccourcissant dans l'autre. Le volume corporel du corps n'a pas changé de façon notable.

Ainsi, si un ferromagnet est placé dans un champ magnétique, cela entraînera principalement une modification de sa magnétisation résultante. Dans le même temps, un changement de taille corporelle se produira du fait que la magnétisation spontanée change de direction dans différentes parties du corps et, par conséquent, la direction des déformations spontanées change également. Il s'agit d'une propriété inhérente à tous les corps (les ferromagnétiques uniquement sous la forme la plus frappante).

En plus de la magnétostriction, le bruit peut être causé par le fonctionnement des pompes à huile et des ventilateurs des systèmes de refroidissement des transformateurs puissants. Les forces électrodynamiques dans les enroulements et les appareils électromécaniques qui régulent la tension sous charge créent également du bruit.

Dans une large mesure, le niveau de ce bruit dépend de l'ampleur de la charge électromagnétique et des dimensions globales du transformateur. Et le bruit est basé sur la vibration d'un circuit magnétique ferromagnétique qui accompagne la magnétostriction. La gravité du phénomène dépend de l'ampleur de l'induction magnétique, ainsi que de la structure et des caractéristiques physiques de l'acier électrique lui-même. De plus, la vibration est transmise aux supports d'huile et de noyau, et des supports d'huile et de noyau - directement au réservoir.

Étant donné que la longueur d'onde de la fréquence du secteur dans l'huile de transformateur est d'environ 12 mètres et que la paroi du réservoir est située à une petite distance du cœur, le réservoir reçoit et reproduit complètement les vibrations correspondantes des parties voisines du cœur.

Parfois, d'autres sources de bruit s'avèrent plus fortes, par exemple, le même système de refroidissement actif, mais c'est le bruit magnétique central causé par la magnétostriction qui domine généralement.

Sous l'influence d'un champ magnétique alternatif, le noyau subit des déformations magnétostrictives alternées. Et si les tôles d'acier desquelles le noyau était tiré subiraient une tension directement proportionnelle au carré de l'induction magnétique, les vibrations magnétostrictives auraient alors une fréquence stable égale à 100 Hz pour un réseau de 50 Hz. Cependant, en réalité, cette dépendance n'est pas directement proportionnelle, et les vibrations, et ensuite la vibration du réservoir, produisent un bruit avec des harmoniques plus élevées.

Pour les aciers électriques laminés à froid et laminés à chaud, des données sur l'allongement quantitatif relatif pendant la magnétostriction sont disponibles. La tôle d'acier laminée à chaud à haute teneur en silicium empêche presque complètement la manifestation de la magnétostriction, et 6% du silicium ajouté à l'acier du transformateur la bloque presque.Mais cet acier ne peut pas être utilisé dans les transformateurs en raison de ses mauvaises caractéristiques mécaniques.

Dans l'acier laminé à froid, avec la même valeur d'induction magnétique, l'allongement est moindre que dans l'acier laminé à chaud. Mais du fait que l'induction dans les noyaux d'acier laminé à froid dépasse l'induction pour l'acier laminé à chaud, les allongements des noyaux sont sensiblement les mêmes.

Des études ont montré que le bruit d'un circuit magnétique en acier laminé à chaud avec une valeur d'induction de 1,35 T correspond au bruit de l'acier laminé à froid avec une induction magnétique de 1,55 T. Et avec une augmentation de l'induction dans le cœur d'un transformateur en acier laminé à froid de 0,1 T, le bruit devient plus fort de 8 dB.

Le noyau du transformateur peut également entrer en résonance avec les vibrations de la magnétostriction, et même avec les harmoniques des vibrations dans le circuit magnétique. Si le circuit magnétique ou des parties du transformateur tombent en résonance avec ces harmoniques, la plage de bruit avec des pics prononcés couvrira plusieurs harmoniques de deux fois la fréquence du réseau.

Il a été confirmé expérimentalement que les harmoniques des vibrations du circuit magnétique sont particulièrement prononcées à des valeurs élevées d'induction magnétique, lorsqu'une partie non linéaire de la courbe de magnétisation passe en présence d'une abondance d'harmoniques de vibrations magnétostrictives.

L'une des principales composantes de ce bruit dans le transformateur appartient aux vibrations transversales des tôles. Ces vibrations distinctes se produisent en raison de différences de longueur et d'épaisseur de la feuille; en conséquence, les facteurs d'allongement pour chaque feuille sont différents, ce qui entraîne une modification de l'écart de joint en fonction des valeurs d'induction instantanée.

Cela conduit à une redistribution dans le temps du flux magnétique entre les feuilles adjacentes, et en conséquence des vibrations transversales des feuilles sont obtenues. Le flux magnétique change dans le temps, et avec lui le degré de saturation du ferromagnet. La courbe de magnétisation est déformée et, par conséquent, des harmoniques plus élevés et un bruit de magnétostriction apparaissent.

Il est important que la longueur du noyau change non seulement de la magnétostriction, mais également sous l'influence des forces magnétiques qui se produisent lors de la transition du flux magnétique d'une plaque à l'autre. Cela se produit lorsque les plaques parallèles se distinguent par leur perméabilité magnétique.

Il a été confirmé expérimentalement que les vibrations longitudinales et transversales des feuilles génèrent des vibrations et du bruit d'environ la même intensité. Par conséquent, même si l'une des sources de bruit du transformateur est complètement supprimée, le bruit total ne diminuera pas de plus de 3 dB.

Les réacteurs, les réacteurs ayant des entrefers structurels se distinguent par le bruit provoqué précisément par les forces magnétiques. Entre deux parties, séparées par un espace, des forces d'attraction alternées apparaissent avec une double fréquence de magnétisation.

Le bruit provoqué par les forces électrodynamiques dans les enroulements d'un transformateur fonctionnant sous charge est généralement assez silencieux s'il n'y a pas de jeu axial, comme c'est généralement le cas pour le pressage des enroulements élastiques. Par conséquent, le niveau de charge de ce transformateur de bruit est pratiquement indépendant.

Cette position vous permet de normaliser le niveau de bruit du transformateur. Cependant, la nature et l'ampleur de la charge sont toujours associées à l'induction magnétique dans l'acier du transformateur pendant le fonctionnement, par conséquent, le niveau de bruit magnétique avec la puissance de charge est toujours lié.

Nous espérons que ce court article a permis à un lecteur inexpérimenté de répondre à la question de savoir pourquoi le transformateur bourdonne.

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