Работа трансформатора нередко сопровождается характерным гулом. Это явление не стоит считать ненормальным, поскольку шум вызывается физическими процессами, протекающими в устройстве. Но иногда высокий уровень шума свидетельствует о проблемах с прибором, особенно если речь идёт о бытовом трансформаторе в блоке питания или усилителе. Рассмотрим причины возникновения шума и варианты решения проблемы, если гул связан с неисправностью прибора.
О принципе работы трансформатора
Трансформатор в процессе функционирования преобразует характеристики электрического тока или напряжения, повышая или понижая указанные параметры, в зависимости от необходимых потребителю условий.
Прибор состоит из следующих узлов:
- сердечника;
- первичной обмотки;
- вторичной обмотки.
Сердечник комплектуется из отдельных пластин, формируемых в пакет. При протекании тока через первичный контур образуется магнитное поле, возбуждающее ток во вторичной обмотке.
Основные причины гула
Магнитострикция – эффект изменения размеров тела, пропускающего через себя заряженные частицы. Это характерно для материалов, поддающихся воздействию магнитного поля, используемых для изготовления сердечника.
В результате указанного эффекта процесс функционирования аппарата сопровождается звуковыми волнами определённой частоты – гудением.
Кроме магнитострикции причинами шума могут быть:
- работающие масляные насосы
- вентиляторы систем охлаждения мощных трансформаторов,
- вихревые токи(токами Фуко) – называются электрические токи, возникающие из-за электромагнитной индукции в проводящей среде при изменении пронизывающего ее магнитного потока. Вихревые токи порождают свои собственные магнитные потоки, которые, по правилу Ленца, противодействуют магнитному потоку катушки и ослабляют его,
Электродинамические усилия в обмотках и электромеханические устройства, регулирующие напряжение под нагрузкой, также создают шум.
Факторы, влияющие на уровень гула
Звук гудения возникает, если функционирование агрегата производится в определённых режимах. За один цикл работы трансформатора растяжение и сжатие сердечника происходит дважды. Если частота электросети стандартна при переменном токе (50 Гц), прибор начинает гудеть.
Частота звука в два раза превышает этот показатель для электрического тока.
Сила гудения трансформатора определяется следующими факторами:
- Степенью загруженности;
- Габаритными размерами составных элементов;
- Физическими характеристиками, материалом, использованным для изготовления магнитопровода.
Гул может происходить в связи со следующими особенностями конструкции трансформатора:
- воздействие магнитного потока стремится сдвинуть обмотки устройства относительно магнитопровода. Если катушка намотана недостаточно плотно, возникает вибрация вследствие неплотного прилегания витков с соответствующим гудением(чёрная стрелка показывает катушку);
- при плохой подгонке пластин сердечника между ними возникают зазоры. В ходе работы вибрация пластин сопровождается характерным металлическим звоном, переходящим в гудение(красная стрелка показывает пластины сердечника);
- при дефектах или повреждениях медных проводов обмоток катушка может искрить, с хлопками при каждой искре. Для мощных разрядов характерен более интенсивный звук;
- в приборе недостаточно закреплены отдельные детали, в связи с чем возникает вибрация и шум.
Сильный гул характерен для силовых трансформаторов, используемых в промышленном производстве. Но если работа бытового прибора небольшой мощности начинает сопровождаться значительным гулом, это повод для проведения диагностики с целью выявления и устранения неисправности.
Проверка трансформатора и устранение неисправностей
Диагностика поможет выявить причину проблемы и устранить неисправность. Межвитковое замыкание определяется путём внешнего осмотра. Если наблюдаются повреждения изоляционного слоя, тёмные следы на обмотке, это говорит об указанной проблеме.
В этом случае устройство нуждается в перемотке катушек.
Если внешний осмотр не дал результатов, потребуется более глубокое исследование.
Если имеется мультиметр, можно выполнить следующие операции:
- в режиме мегомметра выполняются замеры сопротивления изоляции и сравниваются с нормативными, приведёнными в справочной литературе. Если фактическое значение превышает номинальное более 50 процентов, это говорит о наличии межвиткового замыкания;
- проводится аналогичное измерение для технически исправного прибора. О неисправности предупреждает величина расхождения более 20 процентов.
При изучении понижающего прибора можно замерить значение напряжения для выходной обмотки, подключив устройство к сети. Если при включении появляется дым или треск, прибор следует немедленно выключить – это говорит о выходе из строя первичной катушки.
Нередко гудеть начинает самостоятельно перемотанный трансформатор. Это происходит по следующим причинам:
- неправильно собран или неплотно подогнан сердечник – его следует плотно скомпоновать, проверить плотность соединения пластин;
- недостаточно закреплена обмотка – катушку необходимо укрепить;
- зазоры между витками обмотки – катушка пропитывается парафином, заполняющим просветы;
- неверно рассчитано количество витков – перемотку придётся выполнять повторно.
Чтобы после ремонта трансформатор работал правильно, работу должен выполнять профессионал. При отсутствии соответствующих знаний, навыков и опыта не следует вмешиваться в устройство прибора.
Если при работе трансформатора появился сильный гул, необходимо провести диагностику. В противном случае дальнейшее использование устройства грозит выходом из строя, с опасностью безопасной эксплуатации остального оборудования.
