Quelles sont les causes qui rendent un transformateur plus bruyant en conditions à vide

Lorsqu'un transformateur fonctionne à vide, il produit souvent plus de bruit qu'à pleine charge. La raison principale est que, sans charge sur l'enroulement secondaire, la tension primaire tend à être légèrement supérieure à la tension nominale. Par exemple, alors que la tension nominale est généralement de 10 kV, la tension à vide peut atteindre environ 10,5 kV.

Cette tension élevée augmente la densité du flux magnétique (B) dans le noyau. Selon la formule :

B = 45 × Et / S
(où Et est la tension par tour conçue, et S est la section transversale du noyau), avec un nombre de tours fixe, une tension à vide plus élevée augmente Et, ce qui entraîne une augmentation de B au-delà de sa valeur de conception normale.

Une densité de flux magnétique plus élevée dans le noyau intensifie la magnétostriction et les vibrations d'hystérésis magnétique, ce qui se traduit directement par un bruit audible plus fort lors de l'opération à vide. C'est la cause principale de l'augmentation du bruit.

Un effet secondaire est l'augmentation du courant à vide. Bien que l'augmentation du courant à vide ne soit pas en soi la cause principale du bruit plus fort, elle reflète des problèmes sous-jacents tels que la qualité du matériau du noyau et la précision de fabrication. Les feuilles d'acier silicium de haute qualité présentent une perte spécifique du noyau plus faible, ce qui entraîne des courants à vide plus faibles. Inversement, l'utilisation d'une quantité plus importante de matériel de noyau ou d'acier de moindre qualité (avec une perte de noyau plus élevée et une densité de flux de saturation plus faible) augmente le courant à vide et peut également contribuer, de manière secondaire, à des niveaux de bruit plus élevés en raison d'une saturation plus facile.

D'autres facteurs influençant le bruit global du transformateur incluent les mesures d'amortissement des vibrations, la tension de serrage du noyau, et si la conception du noyau induit une résonance mécanique. Cependant, ces facteurs affectent la performance acoustique générale du transformateur - pas spécifiquement la différence de bruit entre l'opération à vide et à pleine charge.

Note : Si le transformateur émet un son anormalement dur ou désagréable en conditions de vide, cela indique probablement une saturation du noyau. Dans de tels cas, vérifiez si les tensions des deux enroulements secondaires de 12 V sont égales. Si elles sont déséquilibrées, les enroulements doivent être démontés et rembobinés pour assurer un nombre de tours identique.

De plus, lors de la mesure du courant à travers la résistance Rs, si la forme d'onde montre un dépassement de crête au lieu d'une montée en dents de scie lisse, cela suggère que l'enroulement de 12 V nécessite quelques tours supplémentaires.

Si le rembobinage du transformateur n'est pas pratique, une alternative consiste à réduire légèrement la résistance de R_L pour augmenter la fréquence d'oscillation à environ 5 kHz (note : probable erreur dans l'original—devrait être kHz, pas Hz). Cette modification a un impact minimal sur la plupart des charges mais n'est pas adaptée aux dispositifs sensibles à la fréquence (par exemple, certaines horloges analogiques).

Pour simplifier le circuit et réduire les coûts, cette conception d'alimentation électrique omet un régulateur de tension ; ainsi, la tension de sortie diminue lorsque la tension de la batterie baisse.

Performance mesurée du prototype :

• Efficacité maximale : 94%

• Tension de sortie : légèrement inférieure à la cible de 230 VAC, mais conforme à la norme chinoise de 220 VAC.

Pour obtenir une véritable sortie de 230 VAC à partir d'une entrée de 13 VDC, vous pouvez :

• Augmenter le rapport de tours (secondaire-primaire) du transformateur, ou

• Le remplacer par un transformateur ayant une sortie secondaire de 230 V et une entrée primaire de 11 V.