Hva forårsaker at en transformator blir høylytt under tomgangsforhold?
Når en transformator opererer uten last, produserer den ofte mer støy enn under full last. Den primære grunnen er at spenningen i sekundærspolen er null, og dermed blir spenningen i primærspolen litt høyere enn nominalverdien. For eksempel, mens den nominelle spenningen typisk er 10 kV, kan den faktiske spenningen uten last være rundt 10,5 kV.
Denne økte spenningen øker magnetflukstettheten (B) i kjernen. Ifølge formelen:
B = 45 × Et / S
(der Et er designert spenning per vinding, og S er kjernens tverrsnittsareal), med et fast antall vindinger, vil en høyere spenning uten last øke Et, dermed øker B over dens normale designverdi.
Høyere magnetflukstetthet i kjernen forsterker magnetostruksjon og magnethysteresevibrasjoner, som direkte resulterer i høyere hørbart støy under drift uten last. Dette er den hovedmessige årsaken til økt støy.
En sekundær effekt er økningen i strøm uten last. Selv om økt strøm uten last ikke primært forårsaker høyere støy, reflekterer det underliggende problemer som kvaliteten på kjernemateriale og produksjonsnøyaktighet. Høykvalitets silisijernplater viser lavere spesifikk kjernetap, noe som fører til mindre strøm uten last. Omvendt, ved bruk av mer kjernemateriale eller lavere kvalitet stål (med høyere kjernetap og lavere mattsaturasjon) økes strømmen uten last og kan også bidra sekundært til høyere støy nivåer på grunn av lettere saturasjon.
Andre faktorer som påvirker total støy fra transformator inkluderer vibrasjonsdempingstiltak, klampetrykket på kjernen, og om kjernedesignet inducerer mekanisk resonans. Disse faktorene påvirker imidlertid transformatorens generelle akustiske ytelse - ikke spesielt forskjellen mellom støy under drift uten last sammenlignet med full last.
Merk: Hvis transformatoren utsetter en unormal hard eller ubehagelig lyd under drift uten last, indikerer dette sannsynligvis kjernesaturasjon. I slike tilfeller, sjekk om spenningene i de to 12 V sekundærspolene er like. Hvis de er ubalanserte, bør spolene fjernes og vindes på nytt for å sikre identiske vindingteller.
I tillegg, når man måler strømmen gjennom motstandet Rs, hvis bølgeformen viser toppoverskyting i stedet for en jevn seglende stigning, indikerer dette at 12 V spolen trenger noen få ekstra vindinger.
Hvis det er upraktisk å vindes transformatoren på nytt, er en alternativ løsning å redusere motstanden R_L litt for å heve oscillasjonsfrekvensen til rundt 5 kHz (merk: sannsynlig feil i originalteksten—skulle være kHz, ikke Hz). Denne justeringen har minimal innvirkning på de fleste belaster, men er uaktuelt for frekvensfølsomme enheter (f.eks. visse analoge ur).
For å forenkle kretsen og redusere kostnader, utelates en spenningregulator i denne strømforsyningen; derfor, minsker utgående spenning når batterispenningen synker.
Målte resultater av prototypen:
Maksimal effektivitet: 94%
Utgående spenning: litt lavere enn målet 230 VAC, men stemmer godt med Kinas standard nominell utgang på 220 VAC.
For å oppnå en virkelig 230 VAC utgang fra en 13 VDC inngang, enten:
Øk forholdet mellom sekundær og primær vindinger (sekundær-til-primær) på transformator, eller
Erstatt den med en transformator beregnet for 230 V sekundær og 11 V primær.
