Οι σχεδιαστές που αναπτύσσουν ενεργειακές εγκαταστάσεις δίνουν ιδιαίτερη προσοχή στη μείωση της σημασίας ή στην πλήρη εξάλειψη των δυσμενών παραγόντων που συνοδεύουν τη λειτουργία τέτοιων συσκευών. Ωστόσο, ορισμένα από τα αρνητικά αποτελέσματα δεν μπορούν να εξαλειφθούν πλήρως. Ένας από αυτούς είναι ο θόρυβος και το βουητό των μετασχηματιστών.
Η αρχή της λειτουργίας του μετασχηματιστή
Ένας μετασχηματιστής είναι μια τεχνική συσκευή που μεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια από ένα σταθερό πηνίο σε άλλο πηνίο του ίδιου τύπου, το οποίο δεν είναι συνδεδεμένο με το πρώτο με ηλεκτρικό τρόπο. Η ενέργεια μεταδίδεται μέσω μαγνητικής ροής που συνδέει τις περιελίξεις και αλλάζει συνεχώς την κατεύθυνση και το μέγεθός της ("Στοιχειώδης ηλεκτρολογική μηχανική για ραδιοερασιτέχνες", AD Batrakov, 1950).
Όταν ένα εναλλασσόμενο ρεύμα ρέει μέσω του πρωτογενούς πηνίου, δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο. Ισχυρές γραμμές δύναμης αυτού του πεδίου διεισδύουν όχι μόνο στην πρώτη, αλλά και στη δεύτερη περιέλιξη του μετασχηματιστή. Οι γραμμές κλείνουν με ασφάλεια γύρω από τους αγωγούς, οι οποίοι γίνονται μαγνητικά παρά ηλεκτρικά συνδεδεμένοι.
Ο βαθμός σύνδεσης μεταξύ των δύο πηνίων καθορίζεται από την απόσταση μεταξύ τους.
Όταν τα άκρα του δευτερεύοντος πηνίου συνδέονται με έναν καταναλωτή ηλεκτρικής ενέργειας, ένα ηλεκτρικό ρεύμα προκύπτει στο κύκλωμα και η συσκευή που περιλαμβάνεται στο κύκλωμα λαμβάνει ενέργεια. Λόγω της διαφοράς στον αριθμό στροφών των πρωτογενών και δευτερευόντων πηνίων, μπορεί να ληφθεί οποιαδήποτε απαιτούμενη τάση στην έξοδο. Αυτή θεωρείται η κύρια χρήσιμη ιδιότητα κάθε μετασχηματιστή.
Γιατί ο μετασχηματιστής κάνει θόρυβο
Οι μετασχηματιστές ρεύματος υψηλής ισχύος είναι μια πηγή επιβλαβούς θορύβου που συχνά γίνεται αισθητός σε βιομηχανικά περιβάλλοντα. Ο θόρυβος που μοιάζει με βουητό προκαλείται συχνότερα από έντονη δόνηση των ενεργών στοιχείων της συσκευής, τα οποία ενισχύονται από φαινόμενα συντονισμού.
Γιατί συμβαίνει δόνηση; Στις περισσότερες περιπτώσεις, οφείλεται σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται μαγνητοσυστολή. Αυτό το αποτέλεσμα είναι ένα είδος παραμόρφωσης του κρυσταλλικού πλέγματος που αποτελεί το μαγνητικό υλικό. Η μαγνητοσυστολή εμφανίζεται κατά τον μαγνητισμό των δομικών στοιχείων, κατά τη διάρκεια της οποίας αυξάνεται η επαγωγή, προκαλώντας μετατόπιση των κρυστάλλων του υλικού.
Οι κρύσταλλοι αρχίζουν να περιστρέφονται, με αποτέλεσμα οι γραμμικές διαστάσεις του μετάλλου να αλλάζουν με υψηλή περιοδικότητα. Αυτό το φαινόμενο οδηγεί σε δονήσεις και θόρυβο.
Ένας άλλος λόγος για το θόρυβο του μετασχηματιστή είναι η εκδήλωση μαγνητικών δυνάμεων. Αυτό το αποτέλεσμα είναι ιδιαίτερα έντονο στις αρθρώσεις των στοιχείων της συσκευής. Μεμονωμένα φύλλα του πυρήνα του μετασχηματιστή κάμπτονται από αυτές τις εγκάρσιες δυνάμεις, δημιουργώντας ένα ηχητικό κύμα και αυξάνοντας το μαγνητοσυσταλτικό αποτέλεσμα. Ο μετασχηματιστής αρχίζει να βουίζει έντονα.
Το επίπεδο θορύβου των μετασχηματιστών εξαρτάται άμεσα από τις διαστάσεις και το βάρος τους. Το μήκος της ράβδου του μαγνητικού συστήματος, καθώς και η ποιότητα του χάλυβα, μπορούν να επηρεάσουν την ένταση του ήχου. Η είσοδος του συστήματος σε συντονισμό ή ζημιά στις στροφές του πηνίου μπορεί να αυξήσει σημαντικά τον θόρυβο του μετασχηματιστή λειτουργίας.
