Какие могут быть причины гудения трансформаторных приборов?

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.

Природа магнитострикции

Для объяснения этого явления кратко напомним о принципе работы электромагнитных приборов, преобразовывающих переменное напряжение, то есть трансформаторов. Его упрощенное изображение показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Устройство трансформатора

Представленное на рисунке устройство состоит из первичной обмотки «А», вторичной -«В» и проходящего через них сердечника — «С», выполненного из тонких наборных железных пластин или другого материала с ферримагнитными свойствами.

Прохождение переменного напряжения через обмотку «А», приводит к образованию переменного магнитного поля «D» в сердечнике, способствующего появлению электрического тока в катушке «В». При этом частота тока остается неизменной, а величина напряжения зависит от соотношения количества витков между катушками.

Теперь напомним, что представляет собой магнитострикция. Это физический эффект приводящий к изменению линейных размеров и объема тела, через которое проходит магнитный поток. Наибольшим изменениям подвергаются сильномагнитные материалы, именно из них, в большинстве случаев, изготавливают сердечники трансформаторов. На рисунке 2 показана периодичность растяжения-сжатия сердечника на протяжении одного цикла изменения магнитного потока.

Рисунок 2. Изменение линейных размеров сердечника на протяжении одного цикла

Под воздействием линейных колебаний в прилегающем воздухе создаются звуковые волны соответствующей частоты. То есть, если в течение одного цикла сердечник растягивается-сжимается дважды, то при стандартной частоте сети переменного тока 50 Гц будут формироваться звуковые волны частотой 100 Гц. Это и есть характерный гул, который производит трансформатор при работе.

Учитывая вышесказанное можно объяснить, почему импульсный трансформатор неслышно при работе. Частота производимых звуковых колебаний этого устройства находится за границей восприятия человеческого уха.

Уровень шума напрямую зависит от следующих факторов:

габаритные размеры устройства;
величина нагрузки;
структура и физические характеристики материала сердечника.

Учитывая перечисленные факторы, можно констатировать, что для устройств, работающих в бытовых приборах, повышенный уровень шума, скорее, исключение, чем правило. Это указывает на нештатную работу трансформатора, следовательно, необходимо найти и устранить неисправность.

Силовой трансформатор

Среди всех разновидностей трансформаторов одним из самых востребованных является силовой тип. Если такой агрегат гудел раньше тихо, но потом шум усилился, это может свидетельствовать о нарушениях структуры сердечника. Его пластины со временем могут разойтись. Потребуется устранить зазоры, создать хорошую стяжку. Проще всего такой ремонт производится для прибора броневого типа. Для этого применяется обычный сантехнический хомут, который затягивается по периметру магнитопривода.

Возможно, трансформатор не только стал сильно шуметь, но и нагреваться. Это говорит о повышенной токовой нагрузке. Причиной такому явлению может стать межвитковое замыкание, неисправности в цепи потребителя.

Диагностика

Чтобы отремонтировать оборудование, потребуется произвести его диагностику. Сначала исключается возможность межвиткового замыкания. Мультиметром такую неисправность определить затруднительно. В этом случае потребуется произвести поверхностный осмотр. Если визуально определяются подтеки, почернение, сгоревшая изоляция, можно сказать, что причина гудения установлена.

Если поверхностный осмотр не выявил отклонений, потребуется произвести более глубокую диагностику. При наличии только мультиметра можно воспользоваться одним из двух возможных подходов:

Тестер переводится в положение мегомметра. Определив тип устройства, следует сравнить результаты замера с номинальным значением (представлено в соответствующем справочнике). Если отклонение составляет более 50%, в трансформаторе появилось межвитковое замыкание.
Измеряют аналогичный рабочий прибор. При этом исследуется сопротивление обмоток. Если их расхождение составляет 20%, причина заключается в замыкании между витками.

Если диагностика проводится для понижающего трансформатора, можно включить его в сеть и проверить напряжение на кабеле вторичной обмотки. Если появится дым, потрескивание, систему сразу же обесточивают. Неисправна первичная обмотка.

Проверка трансформатора и устранение неисправностей

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.

Также читайте: Что такое фидер в энергетике

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.

Почему гудит слишком сильно

Если аппарат – экспериментального типа или встроенный в какой-то другой прибор, ранее работал бесшумно – хорошо, он исправен. Но когда он начал чрезмерно гудеть или же издавать странный присвистывающий звук – это ненормально. Нужно искать причину того, почему произошли такие изменения. Чтобы ее установить, требуются некоторые электротехнические знания, минимум инструментов и навыки их использования.

Причина сильного гула может быть заключена в том, что могли разойтись пластины, из которых набран сердечник. Когда трансформатор броневого типа, то их просто стягивают хомутом из металла. Но, если кроме повысившегося гудения присутствует нагрев устройства, то это одно из характерных проявлений межвиткового замыкания. Чтобы проверить производят следующие манипуляции:

Когда в распоряжении из нужного инструмента присутствует только мультиметр, выяснить – есть ли короткое замыкание (КЗ), тяжело. В этой ситуации помогает тщательный осмотр. Указателями КЗ выступают признаки подгара, расплавления или потемнения изоляции, а также характерный запах горелой пластмассы.
Если признаков КЗ нет, то ищут паспортные сведения силового аппарата и проводят их прозвонку мультиметром. Для этого измерительный прибор выставляют в позицию «мегаомметр» (мегомметр).
Когда значения от данных в паспорте зафиксированы с разницей 50% и свыше – это явный показатель межвиткового короткого замыкания. Но если погрешность малая, значит все нормально.

Когда силовой трансформатор издает мощный гул на подстанции или электростанции, то это – признак его исправности и работы в стандартном режиме. Но, когда начинает шуметь устройство в какой-то бытовой технике, которая ранее работала неслышно – это показатель поломки. Неисправность надо устранять, перед этим выяснив конкретную причину. Чтобы определить и ликвидировать сбой работы трансформатора, надо иметь некоторые электротехнические знания, опыт работы с измерительными приборами, а также соблюдать технику безопасности.

Уровень шума

Гудящий звук появляется при определенных условиях работы агрегата. Он зависит от некоторых параметров оборудования. В течение одного цикла работы магнитопривод растягивается и сжимается два раза. Если частота сети соответствует стандартному значению для переменного тока (50 Гц), появится звуковая волна. Ее частота составит 100 Гц. Человек при этом услышит звук гудения. Он отличается своей интенсивностью.

Сила, с которой гудят трансформаторы, зависит от нескольких особенностей оборудования. К таким факторам относятся:

Уровень нагрузки.
Габариты составных частей системы.
Физические характеристики, структура сердечника.

Почему гудит слишком сильно

Когда в распоряжении из нужного инструмента присутствует только мультиметр, выяснить – есть ли короткое замыкание (КЗ), тяжело. В этой ситуации помогает тщательный осмотр. Указателями КЗ выступают признаки подгара, расплавления или потемнения изоляции, а также характерный запах горелой пластмассы.
Если признаков КЗ нет, то ищут паспортные сведения силового аппарата и проводят их прозвонку мультиметром. Для этого измерительный прибор выставляют в позицию «мегаомметр» (мегомметр).
Когда значения от данных в паспорте зафиксированы с разницей 50% и свыше – это явный показатель межвиткового короткого замыкания. Но если погрешность малая, значит все нормально.

Перемотка

Если пользователь силового прибора сделал перемотку самостоятельно, существует большая вероятность появления гула. Причин тому может быть несколько:

Магнитопровод собран или подогнан неправильно. Часто неприятность возникает при перемотке Ш-подобного сердечника.
Катушка не закреплена хорошо.
Обмотка намотана неплотно. Пропитать ее можно парафином.
Расчет витков произведен неправильно. В этом случае определяется не только шум, но и нагрев. Расчет потребуется произвести снова, устранить допущенные ошибки.

Интересное видео: Перемотка трансформатора своими руками

Чтобы выполнить перемотку правильно, рекомендуется обратиться к профессионалам. Если же пользователь желает научиться выполнять такое действие самостоятельно, необходимо рассмотреть тонкости этого процесса.

Перемотка Ш-подобного сердечника

Гул после перемотки определяется именно в Ш-подобном типе магнитопровода. В процессе проведения операции необходимо максимально уменьшить потери вихревых токов. С одной стороны каждая пластина изолируется лаком. После проведения перемотки каждую деталь поочередно устанавливают на сердечник.

Когда половина работы будет проделана, необходимо вставить две пластины с одной стороны сердечника. Их не нужно задвигать до конца. Далее продолжается сборка. Когда магнитопровод будет собран приблизительно на 2/3, в оставшиеся части необходимо поставить еще Ш-подобные пластины. Оставшиеся элементы нужно установить между двух выдвинутых в центре частей

Их осторожно забивают киянкой. Пластины не должны гнуться

В завершении сборки потребуется вставить торцевые элементы конструкции.

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.

Понятие магнитострикции

Чтобы разобраться, почему сильно гудит усилитель, блоки питания различных бытовых приборов или иные трансформаторы, следует рассмотреть азы работы этой техники. Трансформатором называется агрегат, который призван преобразовывать электрический ток в соответствии с требованиями потребителя. Прибор состоит в самом простом виде из таких частей:

Сердечник (магнитопривод).
Первичный контур.
Вторичный контур.

Магнитопривод состоит из железных пластин, характеризующихся ферромагнитными свойствами. В процессе прохождения по первичной обмотке электрического тока появляется магнитное поле. Оно способствует возникновению во вторичном контуре энергии. Частота тока остается неизменной. В зависимости от количества витков катушек напряжение в сети может увеличиваться или уменьшаться.

Магнитострикцией же называется эффект, который приводит к изменению размера тела, через которое проходит поток заряженных частиц. На подобные изменения реагируют материалы с сильными магнитными характеристиками. Из них изготавливают сердечник.

Изменения размеров влияют на появление колебаний воздуха возле магнитопривода. Возникают звуковые волны. Они имеют определенную частоту. Возникает гудение. В импульсных устройствах такого звука не слышно. Их колебания формируются с частотой, которую не воспринимает ухо человека.

Почему гудит трансформатор: причины и возможности устранения шума

Когда-то в начале прошлого века в США была популярной реклама на тему «молчаливого слуги». Вопрос касался электричества, а, точнее, его способности бесшумно выполнять различную работу.

Компания General Electric стремилась таким образом привлечь внимание потребителей к бытовой технике. Но если коснуться чисто физического процесса работы электричества, то, оказывается, оно не такое уж «молчаливое». Примером может служить всем известный прибор трансформатор, который способен издавать довольно громкий гул

Так почему гудит трансформатор?

Примером может служить всем известный прибор трансформатор, который способен издавать довольно громкий гул. Так почему гудит трансформатор?

Как работает трансформатор

Чтобы разобраться в этом, не мешает вспомнить школьный урок физики, где описан принцип работы трансформатора. Трансформатор работает на основе закона электромагнитной индукции. Он включает в себя катушки, намотанные проводом разного диаметра и с различным количеством витков.

Эти катушки представляют первичную и вторичную обмотки трансформатора. Между обмотками есть связь. Она осуществляется посредством своеобразного кольца из специальной ферромагнитной стали. Кольцо получило название сердечника и расположено внутри обмоток.

Сама конструкция сердечника собрана из тонких пластин.

https://youtube.com/watch?v=d_MvNmoBfKE

Когда на первичную обмотку подают переменный ток, то он создает магнитное поле в сердечнике. Это поле тоже меняется по закону изменения породившего его тока. В свою очередь, поле наводит ЭДС индукции во вторичной обмотке – преобразованный электрический ток.

Материал сердечника разбит на множество микроучастков. В каждом таком участке без наличия входного напряжения присутствует свое магнитное поле, направленное часто противоположно друг к другу.

Однако под напряжением все потоки начинают устремляться в одном направлении, создавая мощный магнит. Все это сопровождается изменением физических размеров самого сердечника.

Можно догадаться теперь, почему гудит трансформатор.

Эффект магнитострикции

Так как поле переменное, то и пластины сердечника начинают сжиматься и вытягиваться в такт с ним. Этот процесс получил название магнитострикции.

Производятся такие движения с большой частотой в 100 Гц, при частоте тока в 50 Гц, в пространство исходит вибрация, которая имеет звуковой диапазон и различима человеческим ухом. Кроме стандартной частоты, в составе переменного тока имеются более высокочастотные гармоники.

Их больше, чем больше нагружен трансформатор, а это в свою очередь более резкая и слышимая вибрация. Вот почему гудит трансформатор.

Другие причины шума в трансформаторе

Но не все причины «разговорчивости» трансформатора сокрыты в магнитострикции. Почему нагруженный трансформатор гудит? Выделяют шум:

Обмоток трансформатора. Это обусловлено тем, что поток магнитный пытается сместить обмотки относительно сердечника. Звук усиливается в случае некачественно намотанной катушки, если витки плохо прилегают друг к другу.
Пластин сердечника. Почему? Трансформатор очень часто гудит, когда они плохо подогнаны и имеют зазоры между плоскими поверхностями. Тогда, кроме сжимания, слышен шум от звона металла.

Дефект либо повреждение изоляции медного провода. Такое может случиться в толще обмотки, где имеют место повышенные температуры. В этом случае между обмотками может проскакивать искра, сопровождаемая щелчком. Чем разряд мощнее, тем звук характерней и громче.
Всех плохо закрепленных деталей в трансформаторе почему? Трансформатор гудит при работе, так как они дребезжат.

Для того чтобы избежать этого недостатка в трансформаторах, были разработаны трансформаторы бесшумного типа. Их схема построена таким образом, что происходит преобразование частоты тока (повышение) до уровня, при котором вибрация не воспринимается в звуковом диапазоне. Это 10 КГц и выше. Бесшумные трансформаторы по своим габаритам и массе гораздо меньше обычных.

Заключение

Чтобы не задавать себе вопрос о том, почему гудит трансформатор, все мощные модели нужно брать качественные, зарекомендовавших себя производителей. Маломощные не так требовательны к точности исполнения.

Но если все же имеющийся трансформатор при работе издает шум, можно попробовать устранить его стягиванием пластин при помощи винтов. Только постараться не переусердствовать и не расслоить металл сердечника.

Если болты отсутствуют, используют лак или клей, которым заливают сердечник. Устранить дребезжание обмоток можно только с помощью их перемотки.

как усилить гул в трансформаторе на холостом ходу?

Причины шума силового трансформатора

Нормально работающий силовой трансформатор гудит без внезапных резких звуков, дребезжаний, жужжаний. Если слышны неритмичные шумы и потрескивания, аппарат необходимо срочно вывести из эксплуатации.

Для установления причины гула проводят диагностику. Для этого вначале проводят визуальный осмотр трансформатора. Если видны следы потеков, сгоревшая изоляция, почерневшие участки, то делают вывод, что произошло межвитковое замыкание.

Если диагностируют понижающий трансформатор, можно включить его в сеть для проверки напряжения на вторичной обмотке. При возникновении потрескивания, дыма, систему тут же обесточивают.

Если при включении, трансформатор гудит и греется, это говорит о повышенной токовой нагрузке. Причины явления — неисправности в цепи потребителей.

Если устройство гудит после перемотки и сборки, это означает что:

Неправильно собран или подогнан сердечник.
Не закреплена катушка или недостаточно плотно намотаны обмотки. В этом случае нужно зафиксировать катушку, перемотать обмотку или залить устройство парафином.
Неверно произведен расчет обмоток (особенно первичной). В этом случае трансформатор под нагрузкой будет гудеть и греться. Потребуется корректировка расчетов и правильная перемотка.

Причины повышенного шума могут быть в ослаблении болтов крепления составных частей: сердечника, корпуса, крышки, выхлопной трубы, расширительного бака и прочих.

Как устранить неполадку? Необходимо отключить трансформатор и протянуть крепёж.

При вибрации листов магнитопровода крайние листы расклинивают. Для этой цели подойдет электрокартон.

Если трансформатор гудит по причине:

перегрузки, нужно снизить нагрузку, отключив часть наименее значимых объектов потребления;
несимметричной нагрузки, потребуется равномерно перераспределить нагрузку по фазам;
электрических разрядов между обмоткой и корпусом, необходимо вывести трансформатор в ремонт с разборкой и изъятием активной части найти, и устранить место возникновения разряда.

Силовой трансформатор

Также рекомендуем ознакомиться: как проводят ремонт силовых трансформаторов?

Диагностика

Тестер переводится в положение мегомметра. Определив тип устройства, следует сравнить результаты замера с номинальным значением (представлено в соответствующем справочнике). Если отклонение составляет более 50%, в трансформаторе появилось межвитковое замыкание.
Измеряют аналогичный рабочий прибор. При этом исследуется сопротивление обмоток. Если их расхождение составляет 20%, причина заключается в замыкании между витками.

Проверка трансформатора и устранение неисправностей

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.

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.

Видео: Что делать, если сильно гудит трансформатор?

Рассмотрев причины и особенности устранения чрезмерного гула, каждый пользователь трансформаторного прибора сможет решить эту проблему самостоятельно.

Трансформатор, устройство, которое передает электрическую энергию от одной части схемы к другой за счет магнитной индукции и, как правило, с изменением величины напряжения. Трансформаторы работают только с переменным электрическим током (AC).

Трансформаторы имеют важное значение в распределении электроэнергии. Они повышают напряжение, вырабатываемое на электростанциях до высоких значений с целью эффективной передачи электроэнергии

Другие трансформаторы понижают это напряжение в местах потребления.

Многие бытовые приборы оборудованы трансформаторами, для того чтобы по мере необходимости повысить или понизить напряжение поступающее из домашней электросети. Например, для работы телевизора и аудиоусилителя необходимо повышение напряжения, а для работы дверного звонка или термостата низкое напряжение.

Какой уровень шума нормален

Главная причина гудения трансформатора при его функционировании – явление магнитострикции. Этим термином обозначают изменение параметров ферромагнитного металла, на который воздействует переменное магнитное поле. Кроме явления магнитострикции, продуцировать шум способны вентиляторы охладительных систем и масляные насосы. При этом электромеханические устройства, которые регулируют напряжение выдаваемого тока под нагрузкой, также выступают источниками характерного гудения. Показатели шума, которые соответствуют норме, зависят от таких факторов:

габариты – чем больше устройство, тем громче гул;
физические свойства и структура материала сердечника;
нагрузка – при ее завышении уровень шума устройства также возрастет.

Для силового трансформатора некоторый издаваемый им шум – нормальное рабочее состояние. К примеру – звук устройств, которые расположены на высоковольтных подстанциях и электростанциях, может быть слышен за несколько сотен метров. При функционировании экспериментального силового прибора, он станет гудеть так, что из соседней комнаты в панельном доме его будет хорошо слышно. При рассмотрении встроенного в какой-то прибор трансформатора, звук его работы будет едва заметен. Что касается импульсных устройств – бесшумность функционирования обеспечивают тем, что генерируемый ими звук просто вне пределов человеческого восприятия.