Wat veroorzaakt dat een transformatie luidruchtiger is onder leegloopcondities?

Wanneer een transformatie onder lege lading werkt, produceert het vaak meer geluid dan onder volle belasting. De primaire reden is dat, zonder belasting op de secundaire wikkeling, de primaire spanning iets hoger is dan de nominale waarde. Bijvoorbeeld, terwijl de genoemde spanning meestal 10 kV is, kan de werkelijke spanning bij lege lading ongeveer 10,5 kV bereiken.

Deze verhoogde spanning verhoogt de magnetische fluxdichtheid (B) in het kernstuk. Volgens de formule:

B = 45 × Et / S
(waarbij Et de ontworpen volts-per-wikkeling is, en S de doorsnede van het kernstuk), met een vaste hoeveelheid wikkelingen, leidt een hogere spanning bij lege lading tot een hogere Et, waardoor B boven zijn normale ontwerpwaarde uitkomt.

Een hogere fluxdichtheid in het kernstuk versterkt de magnetostrictie en magnetische hysteresisvibraties, wat rechtstreeks resulteert in luider hoorbaar geluid tijdens het werken onder lege lading. Dit is de belangrijkste oorzaak van het toegenomen geluid.

Een secundair effect is de stijging van de stroom bij lege lading. Hoewel de toename van de stroom bij lege lading zelf niet primair het luide geluid veroorzaakt, weerspiegelt het onderliggende problemen zoals de kwaliteit van het kernmateriaal en de fabricageprecisie. Hoogwaardige siliciumstaalplaten hebben een lagere specifieke kernverlies, wat resulteert in kleinere stromen bij lege lading. Omgekeerd, het gebruik van meer kernmateriaal of lagere kwaliteit staal (met hoger kernverlies en lagere verzadigingsfluxdichtheid) verhoogt de stroom bij lege lading en kan ook secundair bijdragen aan hogere geluidsniveaus door gemakkelijk verzadigen.

Andere factoren die de algemene geluidsniveaus van de transformatie beïnvloeden, zijn trillingdemping, de strakheid van de kernbevestiging, en of het kernontwerp mechanische resonantie veroorzaakt. Deze factoren beïnvloeden echter de algemene akoestische prestaties van de transformatie, niet specifiek het verschil tussen geluidsniveaus bij lege lading en volle belasting.

Opmerking: Als de transformatie een ongewoon hard of onaangenaam geluid produceert onder lege lading, wijst dit waarschijnlijk op kernverzadiging. In dergelijke gevallen moet worden gecontroleerd of de spanningen van de twee 12 V secundaire windingen gelijk zijn. Als ze ongelijk zijn, moeten de windingen worden verwijderd en opnieuw gewikkeld om identieke wikkelingentellingen te garanderen.

Bovendien, wanneer de stroom door weerstand Rs wordt gemeten, suggereert een golfvorm met piekoverschrijding in plaats van een gladde zaagtandopgang dat de 12 V winding een paar extra wikkelingen nodig heeft.

Als het herwikkelen van de transformatie niet praktisch is, is een alternatief om de weerstand van R_L lichtelijk te verlagen om de oscillatiefrequentie naar ongeveer 5 kHz te verhogen (opmerking: waarschijnlijk een typefout in de originele tekst—moet kHz zijn, niet Hz). Deze aanpassing heeft minimaal impact op de meeste belastingen, maar is ongeschikt voor frequentiegevoelige apparatuur (bijvoorbeeld, bepaalde analoge klokken).

Om het circuit te vereenvoudigen en de kosten te verlagen, is in deze voedingsschema een spanningsregelaar weggelaten; daarom neemt de uitgangsspanning af als de batterijspanning daalt.

Gemeten prestaties van het prototype:

• Maximale efficiëntie: 94%

• Uitgangsspanning: iets lager dan de doelspanning van 230 VAC, maar komt goed overeen met de Chinese standaard nominale uitgang van 220 VAC.

Om een echte 230 VAC uitgang te behalen van een 13 VDC invoer, kun je:

• De wikkelingsverhouding (secundair tot primaire) van de transformatie verhogen, of

• Het vervangen door een transformatie die geclassificeerd is voor 230 V secundair en 11 V primaire.