কেন ট্রান্সফরমার হাম: 100/120 Hz বাজের পিছনে পদার্থবিজ্ঞান

মূল নীতি: ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন

একটি ট্রান্সফরমার কোর হাজার হাজার পাতলা ইস্পাত ল্যামিনেশন থেকে নির্মিত হয়। ইস্পাতটি বেছে নেওয়া হয়েছে কারণ এটি দক্ষতার সাথে চৌম্বকীয় প্রবাহ বহন করে, তবে এটির একটি পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া রয়েছে: যখন চুম্বক করা হয়, তখন ইস্পাতটি দৈর্ঘ্য কিছুটা পরিবর্তন করে। এটি ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন । যেহেতু এসি কারেন্ট ইতিবাচক এবং নেতিবাচক সুইং করে, কোরটি প্রতি বৈদ্যুতিক চক্রে দুইবার প্রসারিত এবং শিথিল হয়। কারণ উপাদানটি ফ্লাক্সের মাত্রায় প্রতিক্রিয়া দেখায়, তার দিক নয়, যান্ত্রিক কম্পন ফ্রিকোয়েন্সি বৈদ্যুতিক কম্পাঙ্কের দ্বিগুণ: 50 Hz মেইন 100 Hz শব্দ উৎপন্ন করে, এবং 60 Hz মেইন 120 Hz উৎপন্ন করে।

প্রতিটি স্তরায়ণ শুধুমাত্র কয়েক মাইক্রোমিটার স্থানান্তরিত করে, কিন্তু স্ট্যাকের একটি বৃহৎ ভর এবং একটি বৃহৎ পৃষ্ঠ এলাকা রয়েছে, তাই ক্ষুদ্র গতিগুলি শ্রবণযোগ্য শব্দে একত্রিত হয়। এটিকে একটি টিউনিং ফর্কের মতো ভাবুন: একটি ছোট কম্পন, সঠিক ফ্রিকোয়েন্সিতে পুনরাবৃত্তি হয়, একটি পরিষ্কার স্বন হয়ে ওঠে।

ট্রান্সফরমার নয়েজের তিনটি উৎস

সব ট্রান্সফরমারের শব্দ এক রকম হয় না। IEC 60076-10 মোট শব্দ শক্তিকে তিনটি অবদানকারীতে বিভক্ত করে:

1. কোর নয়েজ (নো-লোড) — চুম্বকীয় নিষেধাজ্ঞা, সাধারণত মাঝারি এবং বড় পাওয়ার ট্রান্সফরমারগুলিতে মোটের 70-80%। ট্রান্সফরমারটি সক্রিয় হওয়ার মুহুর্তে এটি উপস্থিত হয় এবং লোডের সাথে সামান্য পরিবর্তন হয়।
2. উইন্ডিং নয়েজ (লোড) - কারেন্ট বহনকারী কন্ডাক্টর এবং লিকেজ ফ্লাক্সের মধ্যে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফোর্স। এই লরেন্টজ বল মোটামুটিভাবে লোড কারেন্টের বর্গক্ষেত্রের সাথে স্কেল করে, তাই 50% লোডে একটি ট্রান্সফরমার তার ফুল-লোড ওয়াইন্ডিং নয়েজ অবদানের প্রায় 25% উৎপন্ন করে।
3. কুলিং আওয়াজ — ONAF বা OFAF কুলিং এ ব্যবহৃত ফ্যান এবং পাম্প। প্রাকৃতিকভাবে শীতল (ONAN) ইউনিটে এই অবদান শূন্য; ফোর্সড-কুলড ইউনিটে এটি সামগ্রিক শব্দে আধিপত্য বিস্তার করতে পারে।

আবেদনের উদাহরণ: আরবান সাবস্টেশন ডিজাইন

একটি 250 MVA গ্রিড ট্রান্সফরমার কোনো জোরপূর্বক কুলিং চালু হওয়ার আগে নো-লোডে মোটামুটি 75-80 dB(A) নির্গত করতে পারে। এটি একটি আবাসিক এলাকার কাছাকাছি স্থাপন করা হলে, স্থানীয় পরিকল্পনা সীমা সম্পত্তির সীমানায় 55-65 dB(A) হতে পারে। প্রকৌশলী কেবল একটি ঘের এবং আশার উপর বোল্ট করতে পারে না; গোলমাল বাজেট ডিজাইন করা আছে.

ব্যবহারিক প্রশমন মূলে শুরু হয়। শিল্প নির্দেশিকা অনুসারে 1.7 T থেকে 1.6 T-এ পিক ফ্লাক্সের ঘনত্ব কমিয়ে 2-3 dB(A) শব্দ কমাতে পারে, কিন্তু এর জন্য মূল এলাকা, অতিরিক্ত বাঁক এবং আরও তামা খরচ হয়। উচ্চ-গ্রেডের শস্য-ভিত্তিক ইস্পাত, স্টেপ-ল্যাপ মিটারড জয়েন্ট, এবং সাবধানে নিয়ন্ত্রিত ক্ল্যাম্পিং চাপও চৌম্বকীয় বাধা এবং ল্যামিনেশন অনুরণন হ্রাস করে। যখন অভ্যন্তরীণ হ্রাস নিঃশেষ হয়ে যায়, তখন অ্যাকোস্টিক ঘেরগুলি আরও 15-25 dB(A) প্রদান করতে পারে, তবে তারা পদচিহ্ন, খরচ এবং রক্ষণাবেক্ষণ অ্যাক্সেসের সীমাবদ্ধতা যুক্ত করে।

ভুল ধারণা: "শুধু সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি কম করুন"

সুইচ-মোড পাওয়ার সাপ্লাইতে, ডিজাইনাররা প্রায়শই অনুমান করে যে শ্রবণযোগ্য শব্দটি সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি থেকেই আসে। যদি সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি 20 kHz-এর উপরে হয়, তবে তারা যুক্তি দেয়, সরবরাহ নীরব হওয়া উচিত। এটা দুইভাবে ভুল।

প্রথমত, ট্রান্সফরমার বা ইন্ডাক্টর কোর এখনও ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন থেকে বাজতে পারে, বিশেষ করে যদি কনভার্টারটি বার্স্ট মোডে কাজ করে বা হালকা লোডে সাইকেল এড়িয়ে যায়। বাহক ফ্রিকোয়েন্সি বেশি হওয়া সত্ত্বেও এই বাদ দেওয়া ডালের খাম শ্রবণযোগ্য সীমার ভিতরে ভালভাবে পড়তে পারে।

দ্বিতীয়ত, সিরামিক ক্যাপাসিটার গান করতে পারে। দ্রুত ভোল্টেজ সুইংয়ের অধীনে, MLCCগুলি বিপরীত পাইজোইলেকট্রিক প্রভাব প্রদর্শন করে: বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সিরামিককে শারীরিকভাবে নমনীয় করে তোলে, ক্যাপাসিটরটিকে একটি ছোট লাউডস্পীকারে পরিণত করে। একটি ফিল্ম ক্যাপাসিটর দিয়ে আপত্তিকর MLCC প্রতিস্থাপন করা, ছোট সমান্তরাল MLCC ব্যবহার করা, বা সুইচিং প্রান্তগুলিকে নরম করা সাধারণ সমাধান।

মজার ঘটনা: শব্দ একটি ডায়াগনস্টিক

একটি স্থির 100/120 Hz hum স্বাভাবিক। একটি পরিবর্তনশীল শব্দ ডেটা। অভিজ্ঞ টেকনিশিয়ানরা লেভেলের হঠাৎ বৃদ্ধি, নতুন র‍্যাটলিং ওভারটোন বা মাঝে মাঝে ক্র্যাকলিং শুনতে শুনতে পান। এই পরিবর্তনগুলি ঢিলেঢালা কোর ক্ল্যাম্প, ওভারভোল্টেজ স্যাচুরেশন, আংশিক স্রাব, বা ঘূর্ণায়মান শিথিলতার সংকেত দিতে পারে। কারখানা গ্রহণযোগ্যতা পরীক্ষা তাই একটি শাব্দ বেসলাইন রেকর্ড করে; এটি ছাড়া, পরে নির্ণয় অনুমান হয়ে ওঠে।