Tại sao máy biến áp lại kêu vo vo hoặc ồn ào? Nguyên nhân, mức âm thanh bình thường và cách khắc phục

Một máy biến áp nhiều lớp 500 VA đặt trên bàn làm việc phát ra âm thanh trầm ổn định mà bạn có thể nghe thấy từ khắp phòng và không có gì sai trái với nó. Ở nguồn 50 Hz, nốt nằm ở gần 100 Hz; trên nguồn cung cấp 60 Hz, nó nằm gần 120 Hz. Âm thanh đó là tiếng thép thay đổi hình dạng trong từ trường chứ không phải một bộ phận sắp hỏng.

Câu trả lời ngắn gọn: tiếng ồn chủ yếu đến từ hiện tượng từ giảo, sự giãn nở và co lại rất nhỏ của lõi thép khi từ trường đảo chiều, cộng với lực từ tác dụng lên cuộn dây. Bất cứ máy biến áp nào được bắt vít vào thì sẽ khuếch đại độ rung đó. Âm ổn định ở tần số đường truyền gấp đôi là hiện tượng bình thường.

Âm trầm ổn định, cao độ không đổi: tiếng ồn lõi bình thường.
Tiếng ồn tăng giảm khi có tải: lực quấn và lực dẫn.
Tiếng vo vo sau khi thêm bộ chỉnh lưu hoặc biến tần: Độ lệch DC hoặc sóng hài.
Kẹt, lộp bộp, đập mạnh hoặc thay đổi cao độ đột ngột: dừng lại và điều tra.

Phần còn lại của bài viết này giải thích từng nguồn, chỉ ra cách tách tiếng ồn bình thường khỏi lỗi và liệt kê những gì thực sự làm giảm tiếng ồn.

Tiếng Hum đến từ đâu

Từ giảo chiếm ưu thế. Thép silicon định hướng dạng hạt, vật liệu trong hầu hết mọi lõi nhiều lớp, thay đổi kích thước rất ít khi nó bị từ hóa, với độ biến dạng vào khoảng vài phần triệu. Bởi vì sự thay đổi xảy ra ở cả hai nửa chu kỳ, nên lõi dao động ở tần số 100 Hz trên nguồn cung cấp 50 Hz và ở tần số 120 Hz trên nguồn cung cấp 60 Hz, với các sóng hài xếp chồng lên nhau. Một lõi được truyền động ở tốc độ 1,6 T đến 1,7 T sẽ di chuyển nhiều hơn một lõi được truyền động ở tốc độ 1,2 T, đó là lý do tại sao các thiết kế yên tĩnh sử dụng nhiều lõi thép hơn và nhiều vòng quay hơn là chỉ đơn giản là định mức kVA lớn hơn.

Cuộn dây đến thứ hai. Dòng điện trong các dây dẫn liền kề tạo ra lực tỉ lệ với bình phương của dòng điện, do đó độ rung của cuộn dây tăng theo tải trong khi tiếng ồn lõi gần như giữ nguyên từ không tải đến đầy tải. Trên một đơn vị EI nhỏ, sự thay đổi hầu như không thể nghe thấy được; trên một thiết bị loại khô lớn, nó có thể đạt tới vài decibel.

Cấu trúc đứng thứ ba và nó thường là số nhân lớn nhất. Một máy biến áp được cố định vào một tấm thép dẻo, một bức tường đinh hoặc một sàn rỗng sẽ tỏa ra âm thanh nhiều hơn so với cùng một máy đặt trên cột bê tông. Mỗi bảng bao vây, ống dẫn và kênh lắp đặt đều có sự cộng hưởng riêng và bảng cộng hưởng ở tần số 100 Hz có thể biến một rung động khiêm tốn thành máy bay không người lái lấp đầy căn phòng. Quạt và máy bơm, nếu được lắp, sẽ tự tạo thêm tiếng ồn băng thông rộng.

Từ giảo lõi: 58%
Lực quấn và lực dẫn: 16%
Cộng hưởng bao vây: 16%
Quạt và thiết bị phụ trợ: 10%

Sự phân chia chỉ thị của tiếng ồn nghe được đối với máy biến áp loại khô có tải được đo ở khoảng cách 1 mét. Sự cân bằng thay đổi theo kích thước, vật liệu lõi và cách lắp đặt.

Tại sao Buzz trở nên ồn ào hơn

Mật độ từ thông phụ thuộc vào điện áp và tần số đặt vào, không phụ thuộc vào tải. Một máy biến áp được thiết kế ở điện áp 220 V ở tần số 50 Hz chạy gần dòng điện thiết kế của nó; tăng nguồn cung cấp lên 240 V và lõi được điều khiển mạnh hơn khoảng 9%. Bên dưới đầu gối của đường cong từ hóa, âm thanh phụ rất khiêm tốn. Phía trên nó, lõi bão hòa trong một phần của mỗi nửa chu kỳ, dạng sóng hiện tại bị biến dạng và tiếng ồn trở nên to hơn, gay gắt hơn và phong phú hơn về sóng hài.

Quá điện áp và hiệu ứng ban đêm

Điện áp lưới tăng lên khi nhu cầu giảm, do đó máy biến áp thường phát ra âm thanh to hơn vào đêm khuya. Nếu tiếng ồn trên thiết bị phân phối tăng đáng kể vào buổi tối, hãy đo nguồn cung cấp bằng máy đo True-RMS trước khi cho rằng có lỗi. Một sự thay đổi vòi nước hoặc giảm một chút điện áp sơ cấp thường khôi phục lại mức âm thanh ban đầu.

DC thiên vị

Dòng điện một chiều trong cuộn dây đẩy lõi không đối xứng về phía bão hòa và tạo ra âm thanh chói tai thay vì âm thanh mượt mà. Bộ chỉnh lưu nửa sóng, bộ sạc không được lọc và một số thiết bị hàn là những nguyên nhân phổ biến bên trong nhà máy; nhiễu loạn địa từ cũng gây ra điều tương tự đối với các máy biến áp lưới điện lớn.

Sóng hài và sự cộng hưởng

Bộ điều khiển tần số thay đổi, nguồn cung cấp chế độ chuyển đổi và bộ điều khiển đèn LED tạo ra dòng điện ở dạng xung ngắn. Những dòng điện hài đó tạo ra mô hình lực riêng của chúng trong cuộn dây và tạo ra tiếng ồn ào. Trong các trường hợp khác, không có gì thay đổi về điện cả: kích thích 100 Hz hoặc 120 Hz chỉ phù hợp với tần số cộng hưởng của bảng điều khiển và ấn tay vào vỏ trong khi nghe là cách nhanh nhất để tìm thấy nó.

Tiếng ồn bình thường hay dấu hiệu cảnh báo?

Tiếng ồn bình thường ổn định, thấp và có thể dự đoán được. Các lỗi và sự cố về điện hiếm khi xảy ra như vậy và bất kỳ sự thay đổi đột ngột nào về âm thanh đều đáng để bạn tự mình điều tra.

Các âm thanh máy biến áp thông thường, nguyên nhân có thể xảy ra và phản ứng đầu tiên thích hợp.
Những gì bạn nghe thấy	Có khả năng gây ra	Phản hồi đầu tiên
Âm trầm ổn định ở 100 hoặc 120 Hz	Từ giảo trong lõi	Bình thường; lắp giá treo cách ly nếu phòng yên tĩnh
Hum phát triển với tải	Lực quấn và dòng điện hài	Kiểm tra cấu hình tải và phổ hài hòa
To hơn vào ban đêm hoặc ở điện áp cung cấp cao	Kích thích quá mức cốt lõi	Đo điện áp nguồn và kiểm tra cài đặt vòi
Tiếng ồn ào kể từ khi bộ chỉnh lưu được lắp đặt	DC thiên vị or high harmonic current	Lắp DC chặn hoặc xem lại thiết kế tải
Tiếng kim loại dừng lại khi bạn nhấn vào bảng điều khiển	Bảng điều khiển, bu lông hoặc giá đỡ bị lỏng	Sửa lại mô-men xoắn và thêm giảm chấn
Rắc rắc, kêu lách tách, kêu xèo xèo	Ứng suất hồ quang hoặc cách điện	Ngắt điện ngay lập tức và kiểm tra thiết bị
Tiếng đập mạnh hoặc đập mạnh	Kẹp lõi lỏng lẻo hoặc lỗi bên trong	Xóa khỏi dịch vụ và kiểm tra
Rùng mình hoặc sủi bọt trong thiết bị chứa đầy dầu	Khí trong dầu	Lấy mẫu dầu và kiểm tra toàn bộ

Điều gì thực sự làm giảm tiếng ồn

Lắp đặt và lắp đặt

Tránh các bức tường đinh, trần treo và sàn rỗng; gắn trên một bề mặt cứng, chịu tải trọng lớn.
Đặt các thiết bị tránh xa các góc, cầu thang và hành lang hẹp, nơi phát ra âm thanh phản xạ.
Sử dụng miếng đệm cao su tổng hợp cho các thiết bị EI và hình xuyến nhỏ cũng như bộ cách ly lò xo hoặc cao su cắt trên khoảng 50 kVA.
Sử dụng ống dẫn linh hoạt và các mắt xích bện để rung động không truyền dọc theo hệ thống đường ống cứng.

Sửa chữa cơ khí

Chỉnh lại mô-men xoắn của kẹp lõi và các vật cố định vỏ theo số liệu của nhà sản xuất; chu trình nhiệt làm lỏng chúng.
Thêm nhựa vinyl hoặc bọt tiêu âm có khối lượng lớn vào các tấm, giữ cho đường thông gió luôn thông thoáng.
Kiểm tra thông quan. Một sợi cáp chạm vào vỏ rung sẽ phát ra tiếng kêu lớn hơn nhiều so với bản thân máy biến áp.

Lựa chọn thiết kế

Chỉ định mật độ từ thông thấp hơn; các đơn vị yên tĩnh mang nhiều lõi thép hơn và nhiều vòng quay hơn.
Yêu cầu các khớp lõi giảm nhẹ dạng bậc thang, kẹp cứng hơn các khớp đối đầu đơn giản.
Xử lý lõi vô định hình một cách cẩn thận: chúng cắt giảm tổn thất không tải nhưng thường chạy to hơn.
Đối với các loại hình xuyến và âm thanh, vecni hoặc bầu chân không sẽ khóa các cụm lại với nhau và loại bỏ hầu hết tiếng ồn.

Chỉ định im lặng ngay từ đầu

Khi máy biến áp đặt gần các trạm làm việc, phòng bệnh nhân hoặc căn hộ, tiếng ồn sẽ nằm trong bảng thông số kỹ thuật. Các cuộc kiểm tra âm thanh tại nhà máy được thực hiện trong môi trường yên tĩnh; cùng một thiết bị trong phòng thực thường đo cao hơn từ 3 dB đến 5 dB do phản xạ và tiếng ồn xung quanh.

Mức âm thanh điển hình ở một mét đối với các loại máy biến áp thông thường. Các giá trị mang tính biểu thị và phụ thuộc vào thiết kế, tải trọng và tiêu chuẩn được sử dụng.

Bất cứ điều gì quan trọng nên được viết theo thứ tự:

Mức âm thanh được đảm bảo tính bằng dB(A) trên một mét, được đo theo IEC 60076-10 đối với máy biến áp điện hoặc tiêu chuẩn loại khô liên quan.
Mật độ từ thông tối đa ở điện áp định mức cộng thêm 5%, với cam kết rằng thiết kế luôn ở mức dưới mức đó.
Phổ sóng hài và bất kỳ thành phần DC nào của tải, vì vậy lõi và cuộn dây có thể được điều chỉnh kích thước cho phù hợp.
Có bao gồm các giá đỡ cách ly, kết nối linh hoạt và vỏ cách âm thông gió hay không.
Báo cáo kiểm tra âm thanh với phổ 1/3 quãng tám dành cho các địa điểm nhạy cảm với tiếng ồn.

Trong hầu hết các trường hợp, thép lõi bổ sung có giá thấp hơn so với mui cách âm và loại bỏ tiếng ồn ngay tại nguồn. Một nhà sản xuất cuộn dây và kiểm tra các thiết bị của chính họ thường có thể đưa ra cả hai lựa chọn, vì vậy hãy nêu rõ con số decibel mục tiêu và các điều kiện lắp đặt khi bạn yêu cầu thiết kế máy biến áp tùy chỉnh .

Câu hỏi thường gặp

Máy biến áp ồn ào có nguy hiểm không?

Hầu như không bao giờ. Tiếng ồn xuất hiện ngay khi thiết bị được cấp điện, ngay cả khi không có kết nối nào với thiết bị thứ cấp. Tiếng tanh tách, bốp, mùi khét hoặc thay đổi cao độ đột ngột là những tín hiệu cần được chú ý.

Tại sao âm thanh to hơn vào ban đêm?

Điện áp cung cấp tăng khi nhu cầu giảm và tiếng ồn xung quanh tòa nhà giảm xuống. Cả hai hiệu ứng đều đẩy cùng một âm thanh đi sâu hơn vào nhận thức của bạn.

Máy biến áp có thể hoàn toàn im lặng không?

Không. Mọi lõi năng lượng đều rung động. Mục tiêu thực tế là mức ồn thấp hơn tiếng ồn nền của căn phòng ở vị trí nghe.

Xếp hạng kVA lớn hơn có nghĩa là ít tiếng ồn hơn?

Không phải tự nó. Xếp hạng tiêu chuẩn được thiết kế ở mật độ thông lượng tương tự. Tiếng ồn chỉ giảm khi mật độ từ thông thấp hơn được chỉ định và thanh toán trong vật liệu lõi.

Tải có thay đổi tiếng ồn không?

Tiếng ồn lõi gần như không đổi từ không tải đến đầy tải. Lực cuộn dây tăng theo bình phương dòng điện, do đó âm thanh phát ra và cứng hơn khi tải tăng.

Tiếng ồn của máy biến áp là một vấn đề cần quan tâm trong thiết kế và lắp đặt từ rất lâu trước khi nó trở thành vấn đề bảo trì. Âm thanh 100 Hz hoặc 120 Hz ổn định cho bạn biết lõi đang hoạt động; một tiếng lạch cạch, tiếng rắc hoặc sự thay đổi cao độ mới sẽ báo cho bạn biết hãy nhìn kỹ hơn. Việc đo điện áp nguồn, sóng hài của tải và mức âm thanh ở mức một mét thường xác định nguyên nhân trong một buổi chiều và ba con số đó xác định những gì cần yêu cầu ở đơn hàng tiếp theo. Nền tảng của chúng tôi về sản xuất máy biến áp EI, hình xuyến và lõi C nhiều lớp được tóm tắt trên về trang .