Mi okozza a transzformátor hangosabb működését feszültség nélküli állapotban?

Amikor egy transzformátor üres terhelés mellett működik, gyakran nagyobb zajt termel, mint teljes terhelés esetén. Az elsődleges oka, hogy az üres terhelés mellett a másodlagos tekercsön nincs terhelés, ezért az elsődleges feszültség kissé magasabb, mint a nominális. Például, bár a szabványos feszültség általában 10 kV, az tényleges üres terhelés melletti feszültség elérheti a 10,5 kV-ot.

Ez a növekedett feszültség megnöveli a csúcsfluxussűrűséget (B). A formula szerint:

B = 45 × Et / S
(ahol Et a tervezett feszültség-hurok, és S a csúcs keretszeleme), rögzített hurokszám mellett a magasabb üres terhelés melletti feszültség növeli az Et-et, ezzel megnövelve a B értékét a normál tervezési értéknél.

A magasabb csúcsfluxussűrűség megnöveli a magnétostrukturációt és a magnétes hysterezis-vibrációkat, ami közvetlenül eredményez nagyobb hallható zajt üres terhelés mellett. Ez a fő oka a növekedett zajnak.

Másodlagos hatás a növekedett üres terhelés melletti áram. Bár a növekedett üres terhelés melletti áram maga nem okoz nagyobb zajt, ez alapján fel lehet ismerni a lényeges problémákat, mint például a csúcsanyag minősége és a gyártási pontosság. A magas minőségű szilíciumvaslapok kisebb specifikus csúcsveszteséggel rendelkeznek, ami kisebb üres terhelés melletti áramhoz vezet. Ellenben, ha több csúcsanyagot vagy alacsonyabb minőségű acélt (magasabb csúcsveszteséggel és alacsonyabb sättigási fluxussűrűséggel) használnak, akkor a növekedett üres terhelés melletti áramot és a könnyebben bekövetkező sättigást is segítheti, ami másodlagosan hozzájárul a nagyobb zajszintekhez.

Egyéb tényezők, amelyek befolyásolják a transzformátor teljes zajszintjét, a rezgéslecsengő intézkedések, a csúcs rögzítésének szorítása, és hogy a csúcs tervezése mechanikai rezonanciát okoz-e. Ezek azonban a transzformátor általános akusztikai teljesítményét befolyásolják, nem pedig a konkrét üres vs. teljes terhelés melletti zajkülönbséget.

Megjegyzés: Ha a transzformátor alakulatlan vagy kellemetlen hangot ad ki üres terhelés mellett, valószínűleg csúcssättigásról van szó. Ilyen esetekben ellenőrizze, hogy a két 12 V-as másodlagos tekercs feszültsége egyenlő-e. Ha nem egyensúlyban vannak, a tekercseket le kell cserélni és újra tekerni, hogy azonos hurokszám legyen.

Közben, ha a Rs ellenállás által mért áram hullámforma csúcs túllendületet mutat, nem sima fogaskerék-alakú emelkedést, ez azt jelzi, hogy a 12 V tekercsnél pár további hurokra van szükség.

Ha a transzformátor újratekernése nem praktikus, alternatív megoldás, hogy enyhén csökkenteni az R_L ellenállást, hogy a rezgésszámot 5 kHz-ra (megjegyzés: valószínűleg írási hiba az eredetiben—kilohercz, nem hercz) emelje. Ez a beállítás minimálisan befolyásolja a legtöbb terhelést, de nem alkalmas frekvenciaérzékeny eszközökhöz (pl. bizonyos analóg órák).

A kör egyszerűsítése és költségcsökkentése érdekében ez a tápegységtervezés elhagyja a feszültségstabilizátort, így a kimeneti feszültség csökken, ahogy a batáriafeszültség csökken.

A prototípus mérési eredményei:

• Maximális hatékonyság: 94%

• Kimeneti feszültség: kissé alacsonyabb, mint a célzott 230 VAC, de jól illeszkedik Kínának a standard nominális kimeneti feszültségére, ami 220 VAC.

Ahhoz, hogy igazán 230 VAC kimeneti feszültséget elérjen egy 13 VDC bemenettel, vagy:

• Növelje a transzformátor  tekercses arányát (másodlagos-elsődleges), vagy

• Cserélje le a transzformátort egy olyannal, amely  230 V másodlagos és 11 V elsődleges feszültségre van beállítva.