Šta dovodi do toga da transformator bude bučniji u uslovima bez opterećenja?

Kada transformator radi bez opterećenja, često proizvodi glasniji šum nego pod punim opterećenjem. Primarni razlog je taj što, bez opterećenja na sekundarnom vijku, primarna naponska nivoa teži da bude blago viši od nominalnog. Na primer, dok je nominativni napon obično 10 kV, stvarni napon bez opterećenja može doseći oko 10,5 kV.

Ovo povišeno napona povećava gustoću magnetne fluksije (B) u jezgru. Prema formuli:

B = 45 × Et / S
(gde Et predstavlja projektovane volt po zavoju, a S je presek površine jezgra), sa fiksiranim brojem zavojaka, viši napon bez opterećenja povećava Et, time povećavajući B iznad njegove normalne projektovane vrednosti.

Viša gustoća magnetne fluksije u jezgru intenzivira magnetostriciju i vibracije magnetske histerese, što direktno dovodi do glasnijeg slušnog šuma tokom rada bez opterećenja. Ovo je glavni uzrok povećanog zvučnog nivoa.

Sekundaran efekat jeste porast struje bez opterećenja. Dok povećana struja bez opterećenja sama po sebi ne dovodi do glasnijeg šuma, ona odražava podležeće probleme kao što su kvalitet materijala jezgra i preciznost proizvodnje. Visokokvalitetne silicijske čelikove listove imaju niže specifične gubitke jezgra, što dovodi do manjih struja bez opterećenja. S druge strane, korišćenje veće količine materijala za jezgro ili nižeg kvalitetnog čelika (sa višim gubitcima jezgra i nižom gustinom nasycenja) povećava struju bez opterećenja i takođe može doprineti - sekundarno - većem nivou šuma zbog lakšeg nasycenja.

Drugi faktori koji utiču na ukupni šum transformatora uključuju mere prigušenja vibracija, zategnutost klešta jezgra i da li dizajn jezgra indukuje mehanički rezonans. Međutim, ovi utiču na opštu akustičku performansu transformatora - ne specifično na razliku između šuma pri radu bez opterećenja i pod punim opterećenjem.

Napomena: Ako transformator emituje izrazito grub ili neprijatan zvuk pri radu bez opterećenja, to verovatno ukazuje na nasycenje jezgra. U takvim slučajevima, proverite da li su naponi dva 12 V sekundarnih vijaka jednaki. Ako su neravnomerni, vijci treba da budu uklonjeni i prepovijani kako bi se osiguralo identično broj zavojaka.

Dodatno, prilikom merenja struje kroz otpornik Rs, ako talasna forma pokazuje prekomjeran vrh umesto gladkog testenog uspona, to sugerira da 12 V vijak treba nekoliko dodatnih zavojaka.

Ako prepovijanje transformatora nije praktično, alternativa je da se malo smanji otpor R_L kako bi se frekvencija oscilovanja povećala na oko 5 kHz (napomena: verovatno greška u originalu - trebalo bi da bude kHz, a ne Hz). Ova prilagodba ima minimalan uticaj na većinu opterećenja, ali nije pogodna za uređaje osjetljive na frekvenciju (npr. određene analogni satovi).

Da bi se pojednostavio krug i smanjila cena, ovaj dizajn napajanja izostavlja regulator napona; stoga, izlazni napon opada dok pada napon baterije.

Izmerena performansa prototipa:

• Maksimalna efikasnost: 94%

• Izlazni napon: blago niži od ciljnog 230 VAC, ali dobro se slaže sa standardnim nominalnim izlazom u Kini od 220 VAC.

Da bi se postigao stvarni izlaz od 230 VAC sa 13 VDC ulaza, ili:

• Povećati omjer zavojaka (sekundarni-primarni) transformatora, ili

• Zamijeniti ga transformatorom namenjenim za 230 V sekundarni i 11 V primarni.