Dizajneri koji razvijaju energetske objekte posvećuju veliku pažnju smanjenju značaja ili potpuno uklanjanju nepovoljnih faktora koji prate rad takvih uređaja. Pa ipak, neki negativni efekti ne mogu se u potpunosti eliminirati. Jedan od njih je buka i brujanje transformatora.
Princip rada transformatora
Transformator je tehnički uređaj koji prenosi električnu energiju iz nepokretne zavojnice u drugu zavojnicu istog tipa, koja nije povezana na prvu na električni način. Energija se prenosi magnetnim fluksom koji povezuje namote i kontinuirano mijenja njegov smjer i veličinu ("Osnovni elektrotehnički inženjering za radio-amatere", AD Batrakov, 1950).
Kada izmjenična struja teče kroz primarnu zavojnicu, ona stvara magnetno polje. Snažne linije sile ovog polja prodiru ne samo u prvi, već i u drugi namotaj transformatora. Linije su sigurno zatvorene oko vodiča, koji postaju magnetno, a ne električno povezani.
Stupanj povezanosti dviju zavojnica određuje se razmakom između njih.
Kad su krajevi sekundarne zavojnice spojeni na potrošača električne energije, u krugu nastaje električna struja i uređaj koji je uključen u krug prima energiju. Zbog razlike u broju zavoja primarne i sekundarne zavojnice, na izlazu se može dobiti svaki potreban napon. Ovo se smatra glavnim korisnim svojstvom svakog transformatora.
Zašto transformator stvara buku
Strujni transformatori velike snage jedan su od izvora štetne buke koja se često može osjetiti u industrijskim okruženjima. Buka koja podseća na brujanje najčešće je uzrokovana jakim vibracijama aktivnih elemenata uređaja koji se pojačavaju rezonantnim pojavama.
Zašto se javljaju vibracije? U većini slučajeva to je zbog fenomena koji se naziva magnetostrikcija. Ovaj efekt je vrsta deformacije kristalne rešetke koja čini magnetni materijal. Magnetostrikcija se javlja za vrijeme magnetizacije strukturnih elemenata, tijekom koje se indukcija povećava, uzrokujući pomicanje kristala materijala.
Kristali počinju da se okreću, uslijed čega se linearne dimenzije metala mijenjaju s velikom periodičnošću. Upravo ovaj fenomen dovodi do vibracija i buke.
Drugi razlog zujanja transformatora je ispoljavanje magnetnih sila. Ovaj efekt je posebno izražen na spojevima elemenata uređaja. Pojedinačni listovi jezgre transformatora savijaju se tim poprečnim silama, stvarajući zvučni talas i povećavajući magnetostriktivni efekat. Transformator počinje intenzivno zujati.
Nivo buke transformatora direktno ovisi o njihovim dimenzijama i težini. Dužina štapa magnetnog sistema, kao i kvaliteta čelika, mogu utjecati na jačinu zvuka. Ulazak sistema u rezonanciju ili oštećenje zavoja zavojnice može značajno povećati buku radnog transformatora.
