Što uzrokuje da transformator bude bučniji u stanju bez opterećenja

Kada se transformator koristi bez opterećenja, često proizvodi glasniji šum nego pod punim opterećenjem. Primarni razlog je taj što, bez opterećenja na sekundarnom zavojnicu, naponska razina na primarnoj strani obično biva malo viša od nominalne. Na primjer, dok je nominalni napon tipično 10 kV, stvarni napon bez opterećenja može doseći oko 10,5 kV.

Ova povišena naponska razina povećava gustoću magnetnog toka (B) u jezgru. Prema formuli:

B = 45 × Et / S
(gdje Et predstavlja dizajnirani volt po zavoju, a S površinu presjeka jezgra), s fiksnim brojem zavojnica, veći napon bez opterećenja povećava Et, time povećavajući B iznad njegove normalne dizajnerske vrijednosti.

Viša gustoća magnetnog toka u jezgru intenzificira magnetostrukciju i vibracije magnetske histerese, što direktno rezultira glasnijim slušnim šumom tijekom rada bez opterećenja. To je glavni uzrok povećanog šuma.

Sekundaran učinak jest porast struje bez opterećenja. Iako sama po sebi povećana struja bez opterećenja ne predstavlja glavni uzrok glasnijeg šuma, ona odražava temeljne probleme poput kvalitete materijala jezgra i preciznosti proizvodnje. Visokokvalitetne silicijevane čelike pokazuju niže specifične gubitke jezgra, što dovodi do manjih struja bez opterećenja. Suprotno, korištenje više materijala za jezgro ili niskokvalitetnog čelika (s višim gubitcima jezgra i nižom gustoćom nasycenja) povećava struju bez opterećenja i također može doprinijeti, sekundarno, većim razinama šuma zbog lakšeg nasycenja.

Drugi faktori koji utječu na ukupni šum transformatora uključuju mjere prigušenja vibracija, jakost zatezanja jezgra i da li dizajn jezgra inducira mehaničku resonanciju. Međutim, ovi faktori utječu na opće akustičko iskazivanje transformatora, a ne specifično na razliku u šumu između rada bez opterećenja i pod punim opterećenjem.

Napomena: Ako transformator emitira neobično grublji ili neprijatan zvuk tijekom rada bez opterećenja, to vjerojatno upućuje na nasycenje jezgra. U takvim slučajevima provjerite jesu li naponi na dvije 12 V sekundarne zavojnice jednaki. Ako nisu uravnoteženi, zavojnice trebaju biti uklonjene i ponovno zavijene kako bi se osiguralo jednak broj zavojnica.

Dodatno, pri mjerenju struje kroz otpornik Rs, ako valna forma pokazuje prekoračenje vrha umjesto gladkog uspona, to sugerira da 12 V zavojnici trebaju nekoliko dodatnih zavojnica.

Ako je prenavojevanje transformatora nepraktično, alternativa je lagano smanjenje otpora R_L kako bi se frekvencija oscilacije povećala do oko 5 kHz (napomena: vjerojatno greška u originalu—trebalo bi biti kHz, a ne Hz). Ova prilagodba ima minimalan utjecaj na većinu opterećenja, ali nije prikladna za uređaje osjetljive na frekvenciju (npr., određeni analogni satovi).

Da bi se pojednostavila shema i smanjili troškovi, ovaj dizajn napajanja izostavlja regulator napona; stoga se izlazni napon smanjuje kako se smanji napon baterije.

Izmjereno iskazivanje prototipa:

• Maksimalna učinkovitost: 94%

• Izlazni napon: blago niži od ciljnog 230 VAC, ali dobro se poklapa s kineskim standardnim nominalnim izlazom od 220 VAC.

Da bi se postigao pravi izlaz od 230 VAC s ulazom od 13 VDC, moguće je:

• Povećati omjer zavojnica (sekundarna-na-primarnu) transformatora, ili

• Zamijeniti ga transformatorom s nominacijom od 230 V sekundarni i 11 V primarni.