Dizajnéri vyvíjajúci energetické zariadenia venujú osobitnú pozornosť zníženiu významnosti alebo úplnému vylúčeniu nepriaznivých faktorov, ktoré sprevádzajú prevádzku takýchto zariadení. Niektoré negatívne účinky sa napriek tomu nedajú úplne vylúčiť. Jedným z nich je hluk a hučanie transformátorov.
Princíp činnosti transformátora
Transformátor je technické zariadenie, ktoré prenáša elektrickú energiu zo stacionárnej cievky na inú cievku rovnakého typu, ktorá nie je elektricky spojená s prvou. Energia sa prenáša magnetickým tokom, ktorý spája vinutia a neustále mení jeho smer a veľkosť („Elektrotechnika pre rádioamatérov“, AD Batrakov, 1950).
Keď primárnou cievkou preteká striedavý prúd, vytvára magnetické pole. Silné siločiary tohto poľa prenikajú nielen do prvého, ale aj do druhého vinutia transformátora. Vedenia sú bezpečne uzavreté okolo vodičov, ktoré sa spájajú skôr magneticky ako elektricky.
Stupeň spojenia medzi dvoma cievkami je určený vzdialenosťou medzi nimi.
Keď sú konce sekundárnej cievky pripojené k spotrebiteľovi elektrickej energie, v obvode vznikne elektrický prúd a zariadenie zahrnuté do obvodu prijíma energiu. Vďaka rozdielu v počte závitov primárnej a sekundárnej cievky je možné na výstupe získať akékoľvek potrebné napätie. Toto sa považuje za hlavnú užitočnú vlastnosť každého transformátora.
Prečo transformátor vydáva šum
Vysokovýkonné silové transformátory prúdu sú jedným zo zdrojov škodlivého hluku, ktorý je často cítiť v priemyselnom prostredí. Hluk, ktorý pripomína brum, je najčastejšie spôsobený silnými vibráciami aktívnych prvkov zariadenia, ktoré sú zosilnené rezonančnými javmi.
Prečo dochádza k vibráciám? Vo väčšine prípadov je to kvôli javu zvanému magnetostrikcia. Tento efekt je druhom deformácie kryštálovej mriežky, ktorá tvorí magnetický materiál. Magnetostrikcia nastáva počas magnetizácie konštrukčných prvkov, počas ktorej sa zvyšuje indukcia, čo spôsobuje posúvanie kryštálov materiálu.
Kryštály sa začnú otáčať, v dôsledku čoho sa lineárne rozmery kovu menia s vysokou periodicitou. Je to tento jav, ktorý vedie k vibráciám a hluku.
Ďalším dôvodom bzučania transformátora je prejav magnetických síl. Tento efekt je zvlášť výrazný na spojoch prvkov zariadenia. Jednotlivé listy jadra transformátora sú týmito priečnymi silami ohnuté, vytvárajúc zvukovú vlnu a zvyšujúce magnetostrikčný účinok. Transformátor začne intenzívne bzučať.
Hladina hluku transformátorov priamo závisí od ich rozmerov a hmotnosti. Dĺžka tyče magnetického systému, ako aj kvalita ocele môžu mať vplyv na pevnosť zvuku. Vstup systému do rezonancie alebo poškodenie závitov cievky môže významne zvýšiť hluk prevádzkového transformátora.
