Proč hučí transformátor? nejužitečnější články v internetovém obchodě rádiových dílů a elektroniky Electronoff

Aby bylo možné správně a přesně odpovědět na tuto otázku, musíte si nejprve zapamatovat, co je samotný transformátor. Za prvé je transformátor považován za elektrické zařízení, které mění nebo převádí napětí, respektive jeho hodnotu, střídavým proudem. Tento měnič napětí pracuje pomocí elektromagnetické indukce.

Transformátory mají různé počty závitů cívky, na kterých závisí tzv. transformační poměr, tzn. První závity cívky, generující magnetické pole, ovlivňují následující.

Princip činnosti transformátoru

Transformátor má svůj stabilní princip činnosti, který je založen na procesu přeměny střídavého proudu na stejný střídavý proud, ale s jinou velikostí a výkonem. Pro přeměnu střídavého proudu na stejnosměrný proud potřebný pro provoz většiny zařízení je nutné dodatečně použít tzv. usměrňovače.

Abyste pochopili princip fungování měniče napětí, musíte také znát samotné zařízení. Musí mít tři základní části: magnetický drát nebo feromagnetické jádro, primární vinutí a sekundární vinutí. V moderních modelech transformátorů často najdete více než dvě vinutí.

Tedy například transformátor s těmito indikátory: anodové vinutí s odbočkami (pro experimenty s množstvím anodového výkonu), 12V vinutí pro napájení sluchátkového zesilovače (na mikroobvodech), bipolární vinutí pro napájení reproduktorových filtrů na operačních zesilovačích a vinutí vlákna (8V, protože napětí bude přiváděno přes stabilizátory).

Skutečným „srdcem“ každého transformátoru, stejně jako skutečným zdrojem elektromagnetické indukce v něm, je feromagnetické jádro. Je v procesu provozu a mění v sobě magnetické pole.

Magnetické pole primárního vinutí musí být umístěno přesně uvnitř jádra, a aby nepřesahovalo jeho hranice a pole neunikalo vzduchem, jsou v této hlavní části měniče napětí použity speciální slitiny kovů, které mají vynikající magnetickou permeabilitu.
Takové materiály musí mít magnetickou permeabilitu tisíckrát vyšší než vzduch, aby pole bylo uzavřeno v jádře, a ne někde mimo něj. Pro tyto účely používají především speciální slitinu zvanou ferit nebo speciální transformátorovou ocel.

Stručně řečeno, závity primárního vinutí vlivem elektromagnetické indukce ovlivňují závity sekundárního vinutí a mění v nich napětí. Tomu se říká práce se zátěží a pokud nejsou zatíženy závity sekundárního vinutí, tzn. není na nich žádná zátěž – to znamená volnoběh.

Takže např. při experimentu lze předpokládat, že bude použit transformátor typu TVS 1-9 (z elektronových televizorů pro lampu 6P14P). Chcete-li jej upevnit, musíte vyříznout 4 drážky, do kterých se zasunou a ohýbají úchytky pro upevnění transformátoru. Tady Dremel přichází na pomoc. K tomu je nutné vyvrtat otvory 1,5 mm na začátku každé drážky a na konci a poté drážky vyříznout řezným kotoučem.

Při práci se zátěží začíná pole primárního vinutí spotřebovávat více elektřiny, protože dochází k disonanci, kdy se magnetické pole ve vinutí snaží „potlačit“ nebo udržet sílu v sousedním vinutí. Pro udržení normálního fungování takového systému je proto nutné spotřebovávat více energie. Jedná se především o pulzní transformátory, proudové měniče a napěťové transformátory.

Co ovlivňuje zvuk transformátoru?

Z hodin fyziky na střední škole bychom měli vědět, že žádný měnič napětí tohoto typu nemůže fungovat absolutně tiše – stále vzniká určitý zvuk, který by normálně neměl být příliš znatelný a hlasitý.

Tento přirozený, tichý zvuk vysvětluje proces zvaný magnetostrikce. Ve zkratce jde o přirozený fyzikální proces, jehož princip je založen na mechanismu změny velikosti materiálů náchylných na vliv elektromagnetického pole v jádru transformátoru.

Pod jeho vlivem se feromagnetické slitiny natahují a smršťují podle přísného plánu a cyklu. Kvůli tomu se vytvářejí vlny, které rozvibrují vzduch obklopující jádro a objeví se určitý charakteristický zvuk jako chrastění. Takové vlny mohou dosáhnout frekvence 100 Hz při standardní pracovní frekvenci transformátoru, která je poloviční. Samozřejmě, pokud mluvíme o pulzním měniči napětí, pak by během jeho správného provozu neměl být žádný zvuk, protože ten, který vzniká působením magnetostrikčního principu, je mimo dosah vnímání lidského ucha.

Zvuk z magnetostrikce však není schopen ovlivnit zvuk transformátoru natolik, aby zařízení produkovalo silný brum. Má to jiné, vážnější důvody. A obecně řečeno, všechny spadají do jedné velké kategorie – problémy s jakýmkoli typem transformátoru, ať už je to napájecí zdroj, lampa, lustr, lednička, zesilovač zvuku atd.

Velikost brumu samozřejmě koreluje s rozměry transformátoru, jeho silou působící na zatížení jádra a vinutí, materiálem a montážním obvodem jádra. Ale v běžných domácích spotřebičích by stále nemělo být patrné hučení, pokud mluvíme o správném provozu tohoto elektrického zařízení. Jakékoli vážné projevy hluku tedy indikují nějakou poruchu, kterou je třeba zjistit a opravit.

Příčiny hučení transformátoru

Pokud jste si ověřili, že hluk vycházející z transformátoru zařízení je necharakteristický a ukazuje na poruchu, stojí za to zvážit a vědět, jaké jsou obvykle hlavní příčiny takového brumu. Za prvé, stojí za to věnovat pozornost tomu, zda byl tento hluk přítomen dříve. Pokud jste to zpočátku nepozorovali, pak je to pravděpodobně důležitý náznak, že zařízení nefunguje správně a že je třeba jeho naléhavou diagnózu.

Mezi hlavní důvody hučení transformátoru jakéhokoli zařízení tedy patří následující:

• desky uvnitř jádra se oddělily a měnič napětí nyní hučí nebo dokonce píská;
• zařízení produkuje hodně hluku a začíná se zahřívat – to se děje při vysokém proudovém zatížení;
• po převinutí cívek doma.

Pokud transformátor začne hučet kvůli spotřebě desek jádra, je nutné je utáhnout, aby se odstranily mezery v kovu. Můžete použít například vodní svorku, která by měla být zajištěna po obvodu dílu.

Důvod, kdy se měnič napětí zahřívá, je mnohem obtížnější odstranit, protože problém je buď v mezizávitovém zkratu vodičů, nebo v elektrickém obvodu, pokud došlo k úniku elektrolytů a podobně. Takové poruchy by měl odstraňovat výhradně odborník, který rozumí tomu, kde je napájecí kabel, kde je neutrální kabel, a má potřebnou třídu schválení pro práci s elektrickým zařízením.

Bez multimetru je obtížné identifikovat přesné místo poruchy, ale často ji lze zobrazit nabobtnáním izolace nebo výplně, zčernáním nebo deformací. Pomocí multimetru, přepnutím do režimu měření odporu, můžete určit hodnotu odporu vinutí. Pokud se během procesu měření indikátory v zatáčkách liší o 50 procent, je čas mluvit o zkratu.

Transformátor praská a kouří při připojení k síti pouze v jednom případě – pokud je poškozeno jeho primární vinutí.
Poměrně často se hučení v transformátoru objevuje po samostatném převinutí vinutí, tzn. v řemeslných podmínkách. Při provádění takových manipulací byste měli vědět, že pro tento efekt existují alespoň tři hlavní důvody.

První z nich je, že jste správně nenasadili nebo nesestavili magnetický drát. Chcete-li tento problém vyřešit, měli byste správně a pečlivě rozebrat a poté znovu sestavit feromagnetické jádro zařízení ve tvaru w.

Druhý důvod spočívá ve špatně zajištěných cívkách nebo špatně převinutých vinutích, která nejsou pevně zajištěna. Samozřejmě, že vše bude fungovat, pokud bezpečně upevníte cívku a přetočíte otáčky. A navíc je lze fixovat pomocí tzv. parafínové lázně – parafín pořádně přitlačí vinutí. Zvláště pokud máte co do činění s transformátorem toroidního typu.

Třetí a jedna z nejčastějších příčin brumu spočívá v nesprávném výpočtu počtu vinutí. Transformátor kvůli tomu vydává nežádoucí zvuky a výrazně se zahřívá. Měl by být znovu rozebrán, správně vypočítat potřebné objemy vinutí a převinout na požadované množství.

Závěry

Obecně stojí za to vědět, že existuje nejméně pět hlavních důvodů, proč váš měnič napětí začal vydávat značný hluk a téměř všechny jsou spojeny s významnými poruchami zařízení. Pokud se nebavíme o obvyklém a přirozeném šumu, který pochází z procesu magnetostrikce.

Takový šum je však nepatrný, stálý a neobjevuje se náhle – je přítomen jak při prvotním zapnutí, tak i při následných, beze změny frekvence.