Oblikovalci, ki razvijajo energetske objekte, so zelo pozorni na zmanjšanje pomena ali popolno odpravo neugodnih dejavnikov, ki spremljajo delovanje takšnih naprav. Pa vendar nekaterih negativnih učinkov ni mogoče popolnoma odpraviti. Eden izmed njih je hrup in brenčanje transformatorjev.
Načelo delovanja transformatorja
Transformator je tehnična naprava, ki prenaša električno energijo iz mirujoče tuljave na drugo tuljavo istega tipa, ki na prvo ni električno povezana. Energija se prenaša skozi magnetni tok, ki povezuje navitja in nenehno spreminja njegovo smer in velikost ("Osnovna elektrotehnika za radioamaterje", AD Batrakov, 1950).
Ko izmenični tok teče skozi primarno tuljavo, ustvari magnetno polje. Močne silnice tega polja prodrejo ne samo v prvo, temveč tudi v drugo navitje transformatorja. Linije so varno zaprte okoli vodnikov, ki postanejo magnetno in ne električno povezani.
Stopnja povezave med obema tuljavama je določena z razdaljo med njima.
Ko so konci sekundarne tuljave povezani s porabnikom električne energije, v vezju nastane električni tok in naprava, vključena v vezje, prejme energijo. Zaradi razlike v številu zavojev primarne in sekundarne tuljave lahko na izhodu dobimo poljubno potrebno napetost. To velja za glavno uporabno lastnost katerega koli transformatorja.
Zakaj transformator oddaja hrup
Močni transformatorji moči so eden od virov škodljivega hrupa, ki ga pogosto čutimo v industrijskih okoljih. Hrup, ki spominja na brnenje, najpogosteje nastane zaradi močnih vibracij aktivnih elementov naprave, ki jih ojačajo resonančni pojavi.
Zakaj se pojavijo vibracije? V večini primerov je to posledica pojava, imenovanega magnetostrikcija. Ta učinek je neke vrste deformacija kristalne rešetke, ki tvori magnetni material. Magnetostrikcija se pojavi med magnetizacijo strukturnih elementov, med katero se indukcija poveča, zaradi česar se kristali materiala premaknejo.
Kristali se začnejo vrteti, zaradi česar se linearne dimenzije kovine spreminjajo z veliko periodičnostjo. Ta pojav vodi do vibracij in hrupa.
Drug razlog za brenčanje transformatorja je pojav magnetnih sil. Ta učinek je še posebej izrazit na spojih elementov naprave. Te prečne sile upogibajo posamezne plošče jedra transformatorja, ki ustvarjajo zvočni val in povečajo magnetostrikcijski učinek. Transformator začne intenzivno brneti.
Raven hrupa transformatorjev je neposredno odvisna od njihovih dimenzij in teže. Dolžina palice magnetnega sistema in kakovost jekla lahko vplivata na jakost zvoka. Vstop sistema v resonanco ali poškodbe zavojev tuljave lahko znatno poveča hrup delujočega transformatorja.
