Гудит трансформатор в блоке питания что делать

Обновлено: 04.07.2024

Электричество массово применяется во всех сферах современной жизни. При построении распределительных сетей, которые доставляют переменный электрический ток до потребителя, лучше использовать высокое напряжение. В бытовых сетях для этого задействуются номиналы 220 и 380 В, которые реализуют удачный компромисс между относительно невысокими потерями и возможность применения простых и дешевых изоляционных материалов.

Это напряжение напрямую задействуется такими нагрузками как электроплита, холодильник и стиральная машина. Напротив, слаботочные потребители электроэнергии типа магнитофона, телевизора и компьютера требуют постоянный ток и напряжение единицы вольт. Оно вырабатывается во внешнем пили встроенном источнике питания.

Почему гудит трансформатор источников питания?

В источниках питания различной аппаратуры вне зависимости от их исполнения в обязательном порядке используется один или несколько трансформаторов.

Они выполняют две основные функции:

уменьшают напряжение до нужного значения;
обеспечивает гальваническую развязку первичной и вторичной цепей, что является необходимым условием обеспечения электробезопасности пользователя техники.

При функционировании таких источников иногда возникает характерный гул. Его главная причина – магнитострикация. Под этим эффектом понимают заметное изменение линейных размеров магнитных материалов при нахождении в магнитном поле. В схематической форме воздействие этого поля на сердечник показано на рисунке 1.

Электротехническое железо, из пластин которого набирают сердечники трансформаторов, как раз относится к материалам с выраженными магнитными свойствами. С учетом 50-герцового сетевого напряжения изменения размеров преобразуются в акустические колебания с частотой, близкой к 100 Гц, хорошо воспринимаемые человеческим ухом.

Рисунок 1. Магнитный поток Ф в сердечнике трансформатора Рисунок 1. Магнитный поток Ф в сердечнике трансформатора

Отдельно укажем на то, что трансформаторы импульсного источника работают на частотах 10 – 15 кГц. В этом частотном диапазоне чувствительность органов слуха несколько снижается, т.е. при прочих равных условиях современные малогабаритные источники функционируют заметно тише, а сам звук имеет более высокий тон, который ощущается скорее как свист.

уровень акустического шума при работающем трансформаторе обычно пропорционален его размерам;
величине нагрузки (отдаваемого тока),

а также зависит от материала, из которого набирается его сердечник.

Причины появления гула и его устранение

Трансформаторы, которые установлены на силовых подстанциях, из-за высокой мощности и особенностей конструкции (наличие внешних кожухов, применение масляного охлаждения, работающие насосы) издают хорошо слышимый характерный гул.

Трансформаторы бытовых устройств обычно работают достаточно тихо хотя бы в силу их небольших габаритов. Поэтому появление ощутимого шума свидетельствует в первую очередь о неисправности механической конструкции в виде возникшей в ней зазоров между отдельными пластинами.

Восстановить нормальную работоспособность трансформаторов наборного типа с Ш-образными сердечниками можно подтяжкой соответствующих винтов. Они хорошо видны на рисунке 2. Зазоры сердечников броневого типа, которые показаны на рисунке 3, выбираются червячным водопроводным хомутом, который накладывают прямо на корпус. Один из вариантов установки хомута показан на рисунке 3.

Советы по выходу из создавшейся ситуации давно известны, но специального лака для пропитки в наличии нет и покупать как минимум 1 кг такового для использования 10 – 15 грамм не собираюсь. Есть ещё рекомендация пропитать, а точнее проварить в течении нескольких минут намотанную катушку в стеарине. Но опять загвоздка, это же сколько свечек надо чтобы, даже в небольшой кастрюльке образовалась достаточная глубина погружения? Раздумья навели на вариант. Решил попробовать. Растопленный стеарин нанёс на намотанный, на катушку слой провода плоской деревянной палочкой. Поверх него слой бумажной изоляции.

Сделал это так. В отрезанное от металлической баночки из под газировки донышко с бортиками высотой 20 мм, искрошил имевшийся в моём распоряжении кусок стеариновой хозяйственной свечки, растопил его, поставив на конфорку электроплиты и вставил в середину нечто подобия фитиля, скатанного из льняных ниток. Получилось нечто подобие свечки в корпусе. Поджёг фитиль и когда огонь растопил стеарин, деревянной палочкой стал наносить стеарин на ряды провода и слегка втирать его между ними для более плотного заполнения пустот. И так каждый последующий слой намотанного на катушку провода. Между слоями поверх стеарина бумажную прокладку. На поверку всё оказалось элементарно просто.

Дабы эксперимент не омрачила какая-то мелочь при сборке, места возможного зазора между катушкой и железом проложил (заполнил) прокладками из картона. Операция простая, но требует внимания, малая толщина прокладки оставит зазор (вот и возможная причина шума), излишняя толщина прокладки не даст сомкнуться торцам магнитопровода (опять плохо).

Перед заключением трансформатора в металлическую стяжку предварительно решил послушать получившуюся громкость его гудения при работе. Для этого очень плотно обмотал магнитопровод семью витками изоляционной ленты и включил. И не услышал вообще никакого звука. Было искушение придвинутся к нему поближе ухом, но сдержался – 220 вольт сетевого напряжения достойны уважительного к себе отношения. Упаковал трансформатор в металлическую стяжку, поставил по месту и подключил вольтметр, который и показал выходное напряжение понижающего трансформатора – удостоверил факт его работоспособности.

Видео

Подведём итог

При работе трансформатора появляется характерный звук гудения. Это нормальное явление, объясняющееся появлением магнитострикции. Физическое явление оказывает минимальное воздействие на бытовые приборы. Если гудит трансформатор подобного типа, возможно, система функционирует неправильно. В этом потребуется разобраться. Если характерный звук определяется в блоке питания, в усилителе или подобных приборах, необходимо найти причину и устранить ее. Что делать в этом случае, будет рассмотрено далее.

Понятие магнитострикции

Чтобы разобраться, почему сильно гудит усилитель, блоки питания различных бытовых приборов или иные трансформаторы, следует рассмотреть азы работы этой техники. Трансформатором называется агрегат, который призван преобразовывать электрический ток в соответствии с требованиями потребителя. Прибор состоит в самом простом виде из таких частей:

Сердечник (магнитопривод).
Первичный контур.
Вторичный контур.

Магнитопривод состоит из железных пластин, характеризующихся ферромагнитными свойствами. В процессе прохождения по первичной обмотке электрического тока появляется магнитное поле. Оно способствует возникновению во вторичном контуре энергии. Частота тока остается неизменной. В зависимости от количества витков катушек напряжение в сети может увеличиваться или уменьшаться.

Магнитострикцией же называется эффект, который приводит к изменению размера тела, через которое проходит поток заряженных частиц. На подобные изменения реагируют материалы с сильными магнитными характеристиками. Из них изготавливают сердечник.

Изменения размеров влияют на появление колебаний воздуха возле магнитопривода. Возникают звуковые волны. Они имеют определенную частоту. Возникает гудение. В импульсных устройствах такого звука не слышно. Их колебания формируются с частотой, которую не воспринимает ухо человека.

Уровень шума

Гудящий звук появляется при определенных условиях работы агрегата. Он зависит от некоторых параметров оборудования. В течение одного цикла работы магнитопривод растягивается и сжимается два раза. Если частота сети соответствует стандартному значению для переменного тока (50 Гц), появится звуковая волна. Ее частота составит 100 Гц. Человек при этом услышит звук гудения. Он отличается своей интенсивностью.

Сила, с которой гудят трансформаторы, зависит от нескольких особенностей оборудования. К таким факторам относятся:

Уровень нагрузки.
Габариты составных частей системы.
Физические характеристики, структура сердечника.

Для усилителя, блока питания и прочих небольших бытовых приборов появление шума при работе не является нормой. Если такое устройство начинает гудеть, необходимо найти причину неисправности и устранить ее.

Силовой трансформатор

Среди всех разновидностей трансформаторов одним из самых востребованных является силовой тип. Если такой агрегат гудел раньше тихо, но потом шум усилился, это может свидетельствовать о нарушениях структуры сердечника. Его пластины со временем могут разойтись. Потребуется устранить зазоры, создать хорошую стяжку. Проще всего такой ремонт производится для прибора броневого типа. Для этого применяется обычный сантехнический хомут, который затягивается по периметру магнитопривода.

Возможно, трансформатор не только стал сильно шуметь, но и нагреваться. Это говорит о повышенной токовой нагрузке. Причиной такому явлению может стать межвитковое замыкание, неисправности в цепи потребителя.

Также рекомендуем ознакомиться: как проводят ремонт силовых трансформаторов?

Диагностика

Чтобы отремонтировать оборудование, потребуется произвести его диагностику. Сначала исключается возможность межвиткового замыкания. Мультиметром такую неисправность определить затруднительно. В этом случае потребуется произвести поверхностный осмотр. Если визуально определяются подтеки, почернение, сгоревшая изоляция, можно сказать, что причина гудения установлена.

Если поверхностный осмотр не выявил отклонений, потребуется произвести более глубокую диагностику. При наличии только мультиметра можно воспользоваться одним из двух возможных подходов:

Тестер переводится в положение мегомметра. Определив тип устройства, следует сравнить результаты замера с номинальным значением (представлено в соответствующем справочнике). Если отклонение составляет более 50%, в трансформаторе появилось межвитковое замыкание.
Измеряют аналогичный рабочий прибор. При этом исследуется сопротивление обмоток. Если их расхождение составляет 20%, причина заключается в замыкании между витками.

Если диагностика проводится для понижающего трансформатора, можно включить его в сеть и проверить напряжение на кабеле вторичной обмотки. Если появится дым, потрескивание, систему сразу же обесточивают. Неисправна первичная обмотка.

Перемотка

Если пользователь силового прибора сделал перемотку самостоятельно, существует большая вероятность появления гула. Причин тому может быть несколько:

Магнитопровод собран или подогнан неправильно. Часто неприятность возникает при перемотке Ш-подобного сердечника.
Катушка не закреплена хорошо.
Обмотка намотана неплотно. Пропитать ее можно парафином.
Расчет витков произведен неправильно. В этом случае определяется не только шум, но и нагрев. Расчет потребуется произвести снова, устранить допущенные ошибки.

Интересное видео: Перемотка трансформатора своими руками

Чтобы выполнить перемотку правильно, рекомендуется обратиться к профессионалам. Если же пользователь желает научиться выполнять такое действие самостоятельно, необходимо рассмотреть тонкости этого процесса.

Перемотка Ш-подобного сердечника

Гул после перемотки определяется именно в Ш-подобном типе магнитопровода. В процессе проведения операции необходимо максимально уменьшить потери вихревых токов. С одной стороны каждая пластина изолируется лаком. После проведения перемотки каждую деталь поочередно устанавливают на сердечник.

Когда половина работы будет проделана, необходимо вставить две пластины с одной стороны сердечника. Их не нужно задвигать до конца. Далее продолжается сборка. Когда магнитопровод будет собран приблизительно на 2/3, в оставшиеся части необходимо поставить еще Ш-подобные пластины. Оставшиеся элементы нужно установить между двух выдвинутых в центре частей. Их осторожно забивают киянкой. Пластины не должны гнуться. В завершении сборки потребуется вставить торцевые элементы конструкции.

Видео: Что делать, если сильно гудит трансформатор?

Рассмотрев причины и особенности устранения чрезмерного гула, каждый пользователь трансформаторного прибора сможет решить эту проблему самостоятельно.

Природа характерного звука, издаваемого трансформатором при работе, объясняется в школьном курсе физики (явление именуется магнитострикцией). Но влияние этого физического процесса на устройства, работающие в бытовых приборах ничтожно мало, поэтому причины гудения в большинстве случаев указывают на нештатную работу. Попробуем разобраться, почему гудит трансформатор в люстре, блоке питания или в усилителе, и как устранить это явление. Начнем с азов.

Природа магнитострикции

Для объяснения этого явления кратко напомним о принципе работы электромагнитных приборов, преобразовывающих переменное напряжение, то есть трансформаторов. Его упрощенное изображение показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Устройство трансформатора

Прохождение переменного напряжения через обмотку «А», приводит к образованию переменного магнитного поля «D» в сердечнике, способствующего появлению электрического тока в катушке «В». При этом частота тока остается неизменной, а величина напряжения зависит от соотношения количества витков между катушками.

Теперь напомним, что представляет собой магнитострикция. Это физический эффект приводящий к изменению линейных размеров и объема тела, через которое проходит магнитный поток. Наибольшим изменениям подвергаются сильномагнитные материалы, именно из них, в большинстве случаев, изготавливают сердечники трансформаторов. На рисунке 2 показана периодичность растяжения-сжатия сердечника на протяжении одного цикла изменения магнитного потока.

Рисунок 2. Изменение линейных размеров сердечника на протяжении одного цикла

Под воздействием линейных колебаний в прилегающем воздухе создаются звуковые волны соответствующей частоты. То есть, если в течение одного цикла сердечник растягивается-сжимается дважды, то при стандартной частоте сети переменного тока 50 Гц будут формироваться звуковые волны частотой 100 Гц. Это и есть характерный гул, который производит трансформатор при работе.

Учитывая вышесказанное можно объяснить, почему импульсный трансформатор неслышно при работе. Частота производимых звуковых колебаний этого устройства находится за границей восприятия человеческого уха.

Уровень шума напрямую зависит от следующих факторов:

габаритные размеры устройства;
величина нагрузки;
структура и физические характеристики материала сердечника.

Учитывая перечисленные факторы, можно констатировать, что для устройств, работающих в бытовых приборах, повышенный уровень шума, скорее, исключение, чем правило. Это указывает на нештатную работу трансформатора, следовательно, необходимо найти и устранить неисправность.

Сильно шумит силовой трансформатор, возможные причины

Если устройство свистит или гудит, хотя ранее работало нормально, то это может свидетельствовать о разошедшихся пластинах сердечника. В данном случае потребуется идеальный подгон железа, чтобы исключить зазоры, помимо этого обеспечить хорошую стяжку. Если трансформатор броневого типа, то сделать это можно при помощи обычного водопроводного хомута, затянув его по периметру сердечника, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Стягивание сердечника при помощи червячного хомута

Когда устройство не только шумит, а и значительно нагревается, то такие признаки характерны при большой нагрузке по току. Причина может крыться как в самом трансформаторе (межвитковое замыкание), так и в проблемах цепи, питающегося от него устройства (например, утечка в электролитических конденсаторах).

Необходимо сразу предупредить, что произвести диагностику на предмет межвиткового замыкания, используя только мультиметр, довольно затруднительно. Но, при поверхностном осмотре обнаружить дефект, вполне возможно. КЗ между витками вызывает местный нагрев. Следствием этого может быть почернение, подтеки, подпалины, вздутие заливки, характерный запах сгоревшей изоляции и т.д.

Характерные следы межвиткового замыкания

Если визуальный осмотр не дал результатов, а в наличии из измерительных приборов только мультиметр, то проверить работоспособность устройства можно двумя способами:

Измерить сопротивление первичной и вторичной обмотки, переведя прибор в режим мегомметра. После чего сравнить полученные значения с указанными в справочнике (если определен тип устройства). Расхождение в показателях более 50% свидетельствуют о межвитковом замыкании.

В тех случаях, когда установить штатное сопротивление обмотки не представляется возможным, вычислить его можно по сечению, типу провода и количеству витков. Как правило, эти параметры указаны на трансформаторе.

Также можно провести диагностику, имея в наличии аналогичное, заведомо рабочее устройство. В этом случае достаточно измерить сопротивление обмоток и сравнить их, расхождение не должно превышать 20%.

Понижающий трансформатор иногда тестируют, включением в сеть, после чего проверяют напряжение на кабеле (подключенным к вторичной обмотке). Если после включения слышится треск или появляется дым, устройство необходимо сразу обесточить, такие признаки характерны при неисправности первичной обмотки.

Проводя измерения, следует проявлять осторожность, чтобы избежать контакта с токоведущими частями. Показания прибора должны соответствовать ожидаемым. Если напряжение на вторичной обмотке меньше необходимого на 20%, то это свидетельствует о межвитковом замыкании.

Появление гула после перемотки

Если трансформатор перематывается в домашних условиях, то есть большая вероятность того, что при работе он будет издавать характерный шум. Это может быть связано со следующими причинами:

Как правильно собрать Ш-образный сердечник, чтобы минимизировать шум трансформатора

Магнитопровод такого устройства состоит из двух типов пластин, они показаны на рисунке 5. Это Ш-образная пластина «А» и торцевая – «В».

Рисунок 5. Пластины Ш-образного сердечника

Чтобы снизить потери на вихревые токи каждая из пластин изолируется с одной стороны. Для этой цели их покрывают лаком или производят отжиг до появления окисла. Для уменьшения магнитного зазора и, как следствие, потери на магнитный поток рассеяния, после перемотки пластины следует устанавливать поочередно с каждой стороны. Как это делать продемонстрировано на рисунке 6.

Рисунок 6. Поочередная установка пластин

Собрав примерно половину сердечника, следует установить две Ш-пластины с одной стороны (без торцевых пластин) не задвигая их до конца. Далее продолжаем сборку, пока магнитопровод не будет набран на 2/3. В оставшейся части устанавливаем только Ш-пластины. В итоге останется около двух десятков торцевых вставок и несколько Ш-образных, которые уже не пролазят в каркас.

Оставшиеся вставки устанавливаем между двух выдвинутых на середине (см. рисунок 7) и осторожно забиваем их деревянной киянкой, стараясь не погнуть.

Рисунок 7. Установка в магнитопровод оставшихся пластин

Читайте также: