Proč transformátor hučí: hlavní důvody a způsoby odstranění

Proč může hučet transformátor v reproduktorech, napájecím zdroji, mikrovlnné troubě, zesilovači a dalších zařízeních a co v takové situaci dělat. Příčiny zvýšeného hluku během provozu.

Pracovní transformátor se často stává zdrojem brumu, způsobeného fyzikálními procesy probíhajícími v zařízení za normálních provozních podmínek. Pokud je však hladina hluku příliš vysoká nebo transformátor hučí v mikrovlnné troubě, elektronkovém zesilovači nebo jiných domácích spotřebičích, může to znamenat poruchu zařízení. Proč zatížené transformátory hučí? Pojďme na to přijít.

• Princip činnosti
• Faktory ovlivňující úroveň brumu
• Příčiny šumu výkonového transformátoru
• Hluk v domácích spotřebičích

Princip činnosti

Během školních let jsme se v hodinách fyziky učili konceptu magnetostrikce. Ne všechny to ale tehdy zajímalo. Pokusme se nyní vrátit k tématu a stručně nastínit podstatu procesu. Nejprve si připomeňme, jak funguje transformátor.

Na obrázku je znázorněno nejjednodušší zařízení, které se skládá z primárního vinutí (A), sekundárního vinutí (B) a jádra (C) – magnetický obvod sestavený z kovových desek nebo z materiálu s feromagnetickými vlastnostmi.

Když se na primární vinutí (A) přivede střídavé napětí, začne v něm protékat proud, pod jehož vlivem se v jádře (C) vytvoří magnetický tok (F), který indukuje proud v sekundární cívce ( B), ke kterému je připojena zátěž. Dochází k přeměně napětí, jejíž hodnota na výstupu bude záviset na poměru počtu závitů primárního a sekundárního vinutí. Frekvence zůstane nezměněna.

Magnetostrikce je fyzikální proces změny objemu a velikosti tělesa pod vlivem magnetického toku procházejícího tímto tělesem. Materiály s výraznými magnetickými vlastnostmi, ze kterých se vyrábí jádra pro transformátory, podléhají změnám.

Obrázek ukazuje periodicitu procesu stlačování a natahování jádra během cyklu měnícího se magnetického toku. Změny velikosti magnetického obvodu vedou k vibracím vzduchu. Vznikají vlny, které mají frekvenci v audio rozsahu (50 Hz). Je to stejný brum, který doprovází normální provoz výkonových transformátorů. V SMPS (spínané napájecí zdroje) takový šum není, protože frekvence vln generovaných během oscilačního procesu není zahrnuta v lidském slyšitelném rozsahu.

Faktory ovlivňující úroveň brumu

Jak velký hluk vydává transformátor závisí na:

• stupeň pracovní zátěže;
• celkové rozměry;
• fyzikální vlastnosti materiálu, ze kterého je magnetický obvod vyroben.

Přetížený transformátor bude hučet hlasitěji než transformátor pracující při jmenovité zátěži. A charakteristický hluk, který vzniká při provozu velkých měničů výkonu v rozvodnách, je normální.

Důvody výskytu vedlejších zvuků v transformátoru:

1. Když je cívka volně navinutá, pod vlivem magnetického toku, který má tendenci posouvat vinutí zařízení vzhledem k jádru, dochází k vibracím doprovázeným hučením.
2. Při špatném seřízení desek jádra a vzniku mezer mezi nimi dochází během provozu k vibracím doprovázeným kovovým zvoněním a následně hlukem.
3. Pokud je poškozena celistvost vodičů vinutí, cívka může jiskřit. Proces je doprovázen praskavými zvuky. Při silných výbojích je zvuk intenzivnější.
4. Špatně zajištěný transformátor a jeho části také vibrují a hučí.

Příčiny šumu výkonového transformátoru

Normálně pracující napájecí transformátor hučí bez náhlých ostrých zvuků, chrastění nebo bzučení. Pokud jsou slyšet nepravidelné zvuky a praskání, musí být zařízení okamžitě vyřazeno z provozu.

K určení příčiny brumu se provádí diagnostika. K tomu nejprve proveďte vizuální kontrolu transformátoru. Pokud jsou viditelné stopy po kapkách, spálené izolaci a zčernalé oblasti, usoudí, že došlo ke zkratu.

Pokud je diagnostikován snižovací transformátor, můžete jej zapojit do sítě a zkontrolovat napětí na sekundárním vinutí. Pokud se objeví praskání nebo kouř, systém se okamžitě vypne.

Pokud po zapnutí transformátor hučí a zahřívá se, znamená to zvýšené proudové zatížení. Příčinou jevu jsou poruchy v obvodu spotřebiče.

Pokud zařízení po převinutí a opětovném složení hučí, znamená to, že:

• Jádro není správně sestaveno nebo seřízeno.
• Cívka není zajištěna nebo vinutí nejsou dostatečně pevně navinutá. V tomto případě je třeba cívku opravit, převinout vinutí nebo naplnit zařízení parafínem.
• Vinutí (zejména primární) bylo špatně spočítáno. V tomto případě bude transformátor při zatížení hučet a zahřívat se. Výpočty bude třeba upravit a správně přetočit.

Důvodem zvýšené hlučnosti může být uvolnění šroubů zajišťujících součásti: jádro, pouzdro, kryt, výfukové potrubí, expanzní nádoba a další.

Jak problém vyřešit? Je nutné odpojit transformátor a utáhnout upevňovací prvky.

Když plechy magnetického jádra vibrují, vnější plechy se zaklíní. Pro tento účel je vhodný elektrický karton.

Pokud transformátor hučí kvůli:

• přetížení, musíte snížit zátěž vypnutím některých nejméně významných objektů spotřeby;
• nevyvážené zatížení, budete muset rovnoměrně přerozdělit zatížení mezi fázemi;
• elektrických výbojů mezi vinutím a pouzdrem, je nutné transformátor vyjmout k opravě demontáží a odstraněním aktivní části, aby se našlo a odstranilo místo, kde k výboji došlo.

Hluk v domácích spotřebičích

Vliv magnetostrikce na síťové transformátory pracující v domácích spotřebičích je zanedbatelný, takže příčiny hučení ve většině případů naznačují abnormální situaci.

Proč hučí transformátor v AC síti? Co je příčinou nepříjemných zvuků a co dělat, abyste se jich zbavili?

V lampách a lustrech se jev vyskytuje kvůli vysokému výkonu 12voltových halogenových žárovek. Abyste se nežádoucího efektu zbavili, je třeba snížit výkon světelných zdrojů nebo nainstalovat výkonnější elektronický transformátor (ne vždy to pomůže, někdy stačí koupit kvalitní a drahý zdroj).

Pokud se na zbrusu nové televizi se správně nakonfigurovaným přijímačem ozve pískání, s největší pravděpodobností jsou jeho zdrojem špatně sestavené transformátory nebo tlumivky. Díly je nutné dodatečně připájet a pro odstranění vibrací naplnit vinutí lepidlem nebo tsaponlakem.

Transformátor obsažený v napájecím zařízení pro LED pásek má jednu velkou nevýhodu. Při velké zátěži skřípe a ještě častěji je skřípání slyšet při stmívání. Problém zmizí po instalaci utěsněného napájecího zdroje, přes jehož pouzdro, jednoduše řečeno, zvuk prostě nepronikne. Můžete také zkusit najít v prodeji stmívač s vysokou frekvencí PWM.

Pokud subwoofer hučí, může být problémem vadné vyhlazovací kondenzátory zdroje nebo vadný zesilovač zvuku. V reproduktorech pak dochází k neustálému hučení, které lze eliminovat výměnou opotřebovaných dílů. Pokud jsou prvky zesilovače v dobrém stavu, měli byste zvýšit kapacitu filtračních kondenzátorů za diodovým můstkem v napájecím zdroji; nadměrné zvýšení může vést k selhání diodového můstku při spuštění.

Pokud mikrovlnná trouba při zapnutí hučí a vibruje, s největší pravděpodobností došlo k selhání napájecího transformátoru. Než se dotknete vnitřních prvků, musíte vypnout napájení a násilně vybít vysokonapěťový kondenzátor přes žárovku. Může dojít k poškození primárního i sekundárního vinutí. V takovém případě je lepší kontaktovat servisní středisko.

Pokud mikrovlnka praská, může být problémem vysokonapěťová závada. To se obvykle „léčí“ odstraněním nečistot a retušováním těch částí těla (uvnitř mikrovlnky), ze kterých odpadla barva, nebo výměnou slídy.

Skřípavý zvuk v 12voltové nabíječce je také pozorován, když jsou součásti špatně zajištěny nebo pokud je nabíjecí proud nastaven příliš vysoko. Je také možné, že je čas vyměnit baterii, protože desky jejích plechovek se mezi sebou zkratovaly. V průběhu času, pokud se jedná o výrobní vadu, mohou vibrace těchto prvků uvolnit pájení a vytvořit v tomto místě zvýšený přechodový odpor, který vlivem proudu zahřeje celou plochu. To může způsobit zkrat a požár v nabíječce. V tomto ohledu, pokud dojde k problému, je lepší okamžitě vyměnit zařízení za nové.

Takže si to shrňme. Pokud výkonový transformátor v elektrické rozvodně hučí rovnoměrně, bez náhlých ostrých zvuků, jedná se o normální přirozený proces provozu. Pokud slyšíme hučet zařízení, které takové zvuky ještě nevydávalo, musíme začít s jeho opravou.

Pokud nemáte potřebné znalosti a zkušenosti, neměli byste do zařízení zasahovat. Může to být nebezpečné. Věřte profesionálům.

Související materiály:

• Proč mikrovlnná trouba neohřívá jídlo?
• Proč pračka hučí?
• Jaký je rozdíl mezi transformátorem a autotransformátorem?