ทำไม Transformer ถึงฮัมหรือ Buzz? สาเหตุ ระดับเสียงปกติ และการแก้ไข

หม้อแปลงเคลือบลามิเนตขนาด 500 VA วางอยู่บนโต๊ะทำงานให้เสียงต่ำคงที่ซึ่งคุณได้ยินจากอีกฟากหนึ่งของห้อง และไม่มีอะไรผิดปกติกับสิ่งนี้ สำหรับแหล่งจ่ายไฟ 50 Hz โน้ตจะอยู่ใกล้ 100 Hz; บนแหล่งจ่าย 60 Hz จะอยู่ใกล้ 120 Hz เสียงนั้นคือเหล็กที่เปลี่ยนรูปร่างในสนามแม่เหล็ก ไม่ใช่ส่วนประกอบที่กำลังจะพัง

คำตอบสั้นๆ: ฮัมส่วนใหญ่มาจากสนามแม่เหล็ก การขยายตัวและการหดตัวเล็กน้อยของแกนเหล็กในขณะที่สนามแม่เหล็กกลับด้าน บวกกับแรงแม่เหล็กที่กระทำต่อขดลวด ไม่ว่าหม้อแปลงไฟฟ้าจะยึดเข้ากับอะไรก็ตามก็จะขยายการสั่นสะเทือนนั้น เสียงคงที่ที่ความถี่สองบรรทัดถือเป็นพฤติกรรมปกติ

โทนเสียงต่ำคงที่ ระดับเสียงคงที่: ฮัมเพลงปกติ
ฮัมที่ขึ้นลงพร้อมกับภาระ: แรงคดเคี้ยวและแรงนำ
เสียงกระหึ่มหลังจากเพิ่มวงจรเรียงกระแสหรือไดรฟ์: อคติ DC หรือฮาร์โมนิค
เสียงแตก แตก กระแทก หรือเปลี่ยนระดับเสียงกะทันหัน: หยุดและตรวจสอบ

ส่วนที่เหลือของบทความนี้จะอธิบายแต่ละแหล่งที่มา แสดงวิธีแยกเสียงฮัมปกติออกจากข้อผิดพลาด และแสดงรายการสิ่งที่ลดเสียงรบกวนได้จริง

เสียงฮัมมาจากไหน

สนามแม่เหล็กครอบงำ เหล็กซิลิคอนแบบเกรน ซึ่งเป็นวัสดุในแกนเคลือบเกือบทุกชิ้น มีการเปลี่ยนแปลงมิติเล็กน้อยมากเมื่อถูกทำให้เป็นแม่เหล็ก โดยมีความเครียดประมาณ 2-3 ส่วนในล้านส่วน เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในทั้งสองครึ่งของรอบ แกนกลางจึงสั่นสะเทือนที่ 100 Hz บนแหล่งจ่ายไฟ 50 Hz และที่ 120 Hz บนแหล่งจ่ายไฟ 60 Hz โดยมีฮาร์โมนิคซ้อนกันอยู่ด้านบน แกนที่ขับเคลื่อนด้วย 1.6 T ถึง 1.7 T จะเคลื่อนที่มากกว่าหนึ่งตัวที่ 1.2 T ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการออกแบบที่เงียบจึงใช้เหล็กที่แกนและการหมุนมากกว่า แทนที่จะเป็นแค่พิกัด kVA ที่ใหญ่กว่า

ขดลวดมาเป็นอันดับสอง กระแสในตัวนำที่อยู่ติดกันจะสร้างแรงตามสัดส่วนของกำลังสองของกระแส ดังนั้นการสั่นสะเทือนของขดลวดจะเพิ่มขึ้นตามโหลด ในขณะที่เสียงฮัมหลักจะยังคงเท่าเดิมตั้งแต่ไม่มีโหลดไปจนถึงโหลดเต็มที่ ในหน่วย EI ขนาดเล็ก การเปลี่ยนแปลงแทบจะไม่ได้ยิน ในหน่วยแบบแห้งขนาดใหญ่สามารถส่งเสียงได้หลายเดซิเบล

โครงสร้างมาเป็นอันดับสาม และมักจะเป็นตัวคูณที่ใหญ่ที่สุด หม้อแปลงที่ยึดติดกับแผงเหล็กที่ยืดหยุ่น ผนังแกนหรือพื้นกลวงจะแผ่เสียงได้มากกว่ายูนิตเดียวกันบนแท่นคอนกรีต แผงปิด ท่อร้อยสาย และช่องติดตั้งต่างก็มีเสียงสะท้อนของตัวเอง และแผงที่มีการสะท้อนที่ 100 Hz สามารถเปลี่ยนการสั่นสะเทือนเล็กน้อยให้กลายเป็นโดรนที่อยู่เต็มห้องได้ พัดลมและปั๊มที่ติดตั้งไว้จะเพิ่มสัญญาณรบกวนบรอดแบนด์ในตัวมันเอง

แกนแม่เหล็กตีบ: 58%
แรงคดเคี้ยวและตะกั่ว: 16%
เสียงสะท้อนของสิ่งที่แนบมา: 16%
พัดลมและอุปกรณ์เสริม: 10%

การแยกเสียงรบกวนที่บ่งบอกถึงสำหรับหม้อแปลงชนิดแห้งที่โหลดซึ่งวัดที่หนึ่งเมตร ความสมดุลจะเปลี่ยนไปตามขนาด วัสดุแกน และการติดตั้ง

เหตุใด Buzz จึงดังขึ้น

ความหนาแน่นของฟลักซ์ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่ใช้ ไม่ใช่โหลด หม้อแปลงไฟฟ้าที่ออกแบบมาสำหรับ 220 V ที่ 50 Hz ทำงานใกล้กับฟลักซ์การออกแบบ เพิ่มแหล่งจ่ายไฟเป็น 240 V และแกนถูกขับเคลื่อนให้หนักขึ้นประมาณ 9% ใต้เข่าของเส้นโค้งสนามแม่เหล็ก เสียงพิเศษจะเบาลง เหนือแกนกลางจะอิ่มตัวในช่วงส่วนหนึ่งของทุกๆ ครึ่งรอบ รูปแบบคลื่นในปัจจุบันจะบิดเบี้ยว และเสียงฮัมจะดังขึ้น รุนแรงขึ้น และสมบูรณ์ยิ่งขึ้นในฮาร์โมนิกส์

แรงดันไฟฟ้าเกินและเอฟเฟกต์ในเวลากลางคืน

แรงดันไฟฟ้าของโครงข่ายจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีความต้องการลดลง ดังนั้นหม้อแปลงจึงมักส่งเสียงดังขึ้นในช่วงดึก หากเสียงฮัมบนชุดจ่ายไฟเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในตอนเย็น ให้วัดการจ่ายไฟด้วยมิเตอร์ True-RMS ก่อนที่จะถือว่าเกิดข้อผิดพลาด การเปลี่ยนก๊อกหรือการลดแรงดันไฟฟ้าหลักลงเล็กน้อยมักจะทำให้ระดับเสียงเดิมกลับคืนมา

DC bias

กระแสตรงในขดลวดจะดันแกนกลางไปทางความอิ่มตัวของสีอย่างไม่สมมาตร และทำให้เกิดเสียงกระหึ่มดังกึกก้องแทนที่จะเป็นเสียงที่นุ่มนวล วงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น เครื่องชาร์จที่ไม่มีการกรอง และอุปกรณ์เชื่อมบางชนิดเป็นสาเหตุที่พบบ่อยภายในโรงงาน การรบกวนทางธรณีแม่เหล็กทำสิ่งเดียวกันกับหม้อแปลงกริดขนาดใหญ่

ฮาร์มอนิกและเสียงสะท้อน

ไดรฟ์ความถี่แปรผัน แหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ และไดรเวอร์ LED ดึงกระแสเป็นพัลส์สั้น กระแสฮาร์มอนิกเหล่านั้นสร้างรูปแบบแรงของตัวเองในขดลวด และทำให้เสียงฮัมมีเสียงแหบ ในกรณีอื่นๆ ไม่มีการเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้าเลย: การกระตุ้น 100 Hz หรือ 120 Hz เพียงแต่จับคู่ความถี่เรโซแนนซ์ของแผงควบคุม และการกดมือแนบกับตัวเครื่องขณะฟังเป็นวิธีที่เร็วที่สุดในการค้นหา

เสียงฮัมปกติหรือสัญญาณเตือน?

เสียงฮัมปกติจะคงที่ ต่ำ และคาดเดาได้ ข้อผิดพลาดและปัญหาทางไฟฟ้านั้นไม่ค่อยสุภาพนัก และการเปลี่ยนแปลงของเสียงกะทันหันก็คุ้มค่าที่จะตรวจสอบด้วยตัวเอง

เสียงหม้อแปลงทั่วไป สาเหตุที่เป็นไปได้ และการตอบสนองครั้งแรกที่เหมาะสม
สิ่งที่คุณได้ยิน	สาเหตุน่าจะ	การตอบสนองครั้งแรก
เสียงต่ำคงที่ที่ 100 หรือ 120 Hz	สนามแม่เหล็กในแกนกลาง	ปกติ; ติดตั้งอุปกรณ์แยกให้พอดีหากห้องเงียบ
ครวญเพลงที่เติบโตตามภาระ	แรงที่คดเคี้ยวและกระแสฮาร์มอนิก	ตรวจสอบโปรไฟล์โหลดและสเปกตรัมฮาร์มอนิก
ดังขึ้นในเวลากลางคืนหรือเมื่อมีแรงดันไฟฟ้าสูง	การกระตุ้นแกนกลางมากเกินไป	วัดแรงดันไฟฟ้าและตรวจสอบการตั้งค่าก๊อกน้ำ
เสียงดังกระหึ่มตั้งแต่ติดตั้งวงจรเรียงกระแส	อคติ DC หรือกระแสฮาร์มอนิกสูง	ติดตั้งการปิดกั้น DC หรือตรวจสอบการออกแบบโหลด
เสียงสั่นแบบโลหะที่หยุดเมื่อคุณกดแผง	แผงหลวม สลักเกลียวหรือตัวยึด	ปรับแรงบิดใหม่และเพิ่มการหน่วง
แตก, แตก, ร้อนฉ่า	ความเค้นอาร์คหรือฉนวน	ปลดพลังงานทันทีและนำเครื่องไปตรวจสอบ
การทุบตีหรือตีเสียงดัง	การยึดแกนหลวมหรือเกิดข้อผิดพลาดภายใน	นำออกจากบริการและตรวจสอบ
น้ำไหลหรือเป็นฟองในหน่วยที่เติมน้ำมัน	ก๊าซในน้ำมัน	การเก็บตัวอย่างน้ำมันและการตรวจสอบอย่างเต็มรูปแบบ

สิ่งที่ตัดเสียงรบกวนได้จริง

การติดตั้งและการติดตั้ง

หลีกเลี่ยงผนังที่มีแกน เพดานแบบแขวน และพื้นกลวง ติดตั้งบนพื้นผิวแข็งที่รับน้ำหนักได้มาก
วางยูนิตให้ห่างจากมุม บันได และทางเดินแคบๆ ซึ่งจะมีเสียงสะท้อนเข้ามา
ใช้แผ่นนีโอพรีนสำหรับ EI ขนาดเล็กและชุด toroidal และตัวแยกสปริงหรือยางแบบเข้าแรงเฉือนที่สูงกว่าประมาณ 50 kVA
ใช้ท่อร้อยสายอ่อนและข้อต่อแบบถัก เพื่อไม่ให้การสั่นสะเทือนเคลื่อนไปตามท่อที่แข็ง

การแก้ไขทางกล

ปรับที่หนีบแกนและส่วนยึดของตัวเครื่องให้เข้ากับรูปร่างของผู้ผลิต การหมุนเวียนด้วยความร้อนจะทำให้พวกมันคลายตัว
เพิ่มไวนิลหรือโฟมกันเสียงที่มีน้ำหนักมากบนแผง เพื่อให้เส้นทางการระบายอากาศชัดเจน
ตรวจสอบช่องว่าง สายเคเบิลที่สัมผัสกับฝาครอบแบบสั่นจะส่งเสียงพึมพำมากกว่าตัวหม้อแปลงเอง

ทางเลือกการออกแบบ

ระบุความหนาแน่นของฟลักซ์ที่ต่ำกว่า หน่วยเสียงเงียบมีแกนเหล็กมากขึ้นและมีการเลี้ยวมากขึ้น
ขอข้อต่อแกนกลางแบบ step-lap ซึ่งยึดแน่นหนากว่าข้อต่อแบบธรรมดา
ปฏิบัติต่อแกนอสัณฐานด้วยความระมัดระวัง: แกนเหล่านี้จะตัดการสูญเสียที่ไม่มีโหลด แต่มักจะส่งเสียงดังกว่า
สำหรับประเภทโทรอยด์และออดิโอ สารเคลือบเงาแบบสุญญากาศหรือการเติมจะล็อคชุดประกอบเข้าด้วยกันและกำจัดเสียงกระหึ่มส่วนใหญ่

การระบุความเงียบตั้งแต่เริ่มต้น

ในกรณีที่หม้อแปลงไฟฟ้าวางอยู่ใกล้สถานีงาน ห้องผู้ป่วย หรืออพาร์ทเมนท์ เสียงรบกวนจะอยู่ในเอกสารข้อมูลจำเพาะ การทดสอบเสียงจากโรงงานดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่เงียบสงบ หน่วยเดียวกันในห้องจริงมักจะวัดได้สูงกว่า 3 dB ถึง 5 dB เนื่องจากการสะท้อนและเสียงรบกวนจากพื้นหลัง

ระดับเสียงทั่วไปที่หนึ่งเมตรสำหรับประเภทหม้อแปลงทั่วไป ค่าต่างๆ เป็นเพียงตัวบ่งชี้และขึ้นอยู่กับการออกแบบ น้ำหนักบรรทุก และมาตรฐานที่ใช้

สิ่งที่สำคัญควรเขียนตามลำดับ:

ระดับเสียงที่รับประกันในหน่วย dB(A) ที่หนึ่งเมตร วัดตาม IEC 60076-10 สำหรับหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังหรือมาตรฐานชนิดแห้งที่เกี่ยวข้อง
ความหนาแน่นฟลักซ์สูงสุดที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดบวก 5% โดยให้คำมั่นว่าการออกแบบจะคงอยู่ต่ำกว่าค่านั้น
สเปกตรัมฮาร์มอนิกและส่วนประกอบ DC ใดๆ ของโหลด ดังนั้นจึงสามารถกำหนดขนาดแกนและขดลวดได้
ไม่ว่าจะติดตั้งแบบแยกส่วน การเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่น และตู้เก็บเสียงที่มีการระบายอากาศรวมอยู่ด้วยหรือไม่
รายงานการทดสอบเสียงที่มีสเปกตรัม 1/3 ออคเทฟสำหรับไซต์ที่ไวต่อเสียงรบกวน

ในกรณีส่วนใหญ่ แกนเหล็กเสริมจะมีราคาต่ำกว่าฝาครอบกันเสียงและขจัดเสียงรบกวนจากแหล่งกำเนิด ผู้ผลิตที่หมุนและทดสอบหน่วยของตัวเองมักจะสามารถเสนอราคาทั้งสองตัวเลือกได้ ดังนั้นให้ระบุตัวเลขเดซิเบลเป้าหมายและเงื่อนไขการติดตั้งเมื่อคุณขอ การออกแบบหม้อแปลงแบบกำหนดเอง .

คำถามที่พบบ่อย

หม้อแปลงไฟฟ้ามีอันตรายหรือไม่?

แทบจะไม่เคยเลย ฮัมจะปรากฏขึ้นทันทีที่ยูนิตได้รับพลังงาน แม้ว่าไม่ได้เชื่อมต่อกับยูนิตรองก็ตาม เสียงแตก เสียงแตก กลิ่นไหม้ หรือระดับเสียงที่เปลี่ยนไปกะทันหันเป็นสัญญาณที่ต้องให้ความสนใจ

ทำไมตอนกลางคืนถึงดัง?

แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายจะเพิ่มขึ้นตามความต้องการลดลง และเสียงพื้นหลังในอาคารลดลง เอฟเฟกต์ทั้งสองจะผลักดันเสียงฮัมเดียวกันให้ดังขึ้นในการรับรู้ของคุณ

หม้อแปลงสามารถเงียบสนิทได้หรือไม่?

ไม่ ทุกแกนกลางที่มีพลังจะสั่นสะเทือน เป้าหมายที่สมจริงคือระดับที่ต่ำกว่าเสียงรบกวนพื้นหลังของห้องที่ตำแหน่งฟัง

อัตรา kVA ที่มากขึ้นหมายถึงเสียงรบกวนน้อยลงหรือไม่?

ไม่ใช่ด้วยตัวเอง พิกัดมาตรฐานได้รับการออกแบบให้มีความหนาแน่นฟลักซ์ใกล้เคียงกัน เสียงรบกวนจะลดลงเมื่อมีการระบุและจ่ายความหนาแน่นของฟลักซ์ที่ต่ำกว่าในวัสดุแกนเท่านั้น

โหลดเปลี่ยนเสียงฮัมหรือไม่?

เสียงฮัมหลักจะคงที่โดยประมาณตั้งแต่ไม่มีโหลดไปจนถึงโหลดเต็ม แรงที่คดเคี้ยวจะเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของกระแส ดังนั้นเสียงจึงดังขึ้นและแข็งขึ้นเมื่อภาระเพิ่มขึ้น

เสียงของหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นคำถามเกี่ยวกับการออกแบบและการติดตั้งก่อนที่จะกลายเป็นเรื่องการบำรุงรักษา โทนเสียง 100 Hz หรือ 120 Hz ที่สม่ำเสมอจะบอกคุณว่าแกนกลางกำลังทำงานอยู่ เสียงสั่น เสียงแตก หรือการเปลี่ยนระดับเสียงครั้งใหม่จะบอกให้คุณมองเข้าไปใกล้ๆ การวัดแรงดันไฟจ่าย โหลดฮาร์โมนิค และระดับเสียงที่ 1 เมตรมักจะระบุสาเหตุในช่วงบ่าย และตัวเลขทั้งสามตัวเดียวกันนั้นจะกำหนดสิ่งที่ต้องถามในลำดับถัดไป ความเป็นมาของเราในการผลิตหม้อแปลง EI, Toroidal และ C-core แบบเคลือบมีสรุปอยู่ที่ เกี่ยวกับเพจ .