Трансформатордың дыбыс деңгейін төмендету: NEMA TR-1 шектері, өзекше магнитострикциясы және төмен дыбысты трансформаторлардың жобалау нұсқаулығы

Chikagodaғy regional tıby meditsinasylyq ortalyғynda ornaластырылғan 2 000 kVA lyқ қосалқы станциясын іске қосқан кезде, obyekt operatorlary derhal alarm berdі. Bіrdey, qurғyzba zavodtyq nominaldyq basqa testterge сай келді, bіraқ үздіксіз 120 Gts akustik gülgi konstruktiv beton beldeulerіne sıңyp, qasыndağı diaqnostik tıby tıralarında 58 dBA arka fon rezonansy pайда болды, ol қабылданбас. Obyekt MRI kalibratsiyasyn toqtatуғa мәжбүр болды, akustik tektelу шаралары орындалғанша. Auyldar, qalalyқ тұрғын үйлер, kommersial ofis binalary menen shettek esepteu obyektlery sияқты akustikaya сезімтал қолданыстарда standarttay dyбыs deңgейi kөrsetkіshterі жеткіліксіз. Dyбыs деңгейін бақылау transformator dyбыs deңgейін akustik energiyaғa себепші негізгі elektromaqnitтіk penen mexanikalyқ mehanizmderді түсіну, NEMA TR-1 шектеріне , ozenen nügіz penen qapyşma dаярлау kезіnde дәлелденген inženerliktіk bасқару шараларын белгілеу талап етеді. Tәжірибелі жерге орнатылатын трансформатор өндірушісі және тапсырыс бойынша трансформатор жасаушы, біз қондырғылардың объектіге жеткізілуінен бұрын акустикалық қиындықтарды шешуге арналған арнайы төменгі деңгейдегі шу шешімдерін құрамыз.

 

Трансформатордың акустикалық шуының физикасы: магниттік сығылу мен Лоренц күштері

Трансформатордың акустикалық шуы екі айқын физикалық құбылыстан туындайды: өзектің ызығушылығынан пайда болатын шу мен орамдардың жүктемелік шуы. Өзектің шуы — бұл трансформатор электр энергиясымен қоректендірілген кезде, ол электр жүктемесін тасымалдаса да немесе тасымалдамаса да, үнемі естілетін негізгі үздіксіз қып-қып шуы. Бұл өзек тербелісі өзектің магниттік сығылуы — бұл ферромагниттік кремний болатының ламинаттарының айнымалы магниттік ағысқа ұшырағанда өз физикалық өлшемдерін өзгерту қасиеті. Магниттік сығылу полярланбаған болғандықтан, өзек ламинаттары әрбір айнымалы ток циклында екі рет ұзарып және қысқарады, сондықтан 60 Гц электр желісінде негізгі акустикалық жиілік 120 Гц (немесе 50 Гц желіде — 100 Гц) құрайды, сонымен қатар жоғары гармоникалық көбейткіштер — 240 Гц, 360 Гц және 480 Гц.

Nегізгі магнитострикцияға қосымша ретінде, ламинаттың қосылу орындары мен ауа саңылаулары арқылы әсер ететін магниттік күштер аралық ламинаттық микродың қозғалысын туғызады. Трансформатор ауыр электрлік жүктеме кезінде екінші дыбыстық компонент пайда болады: жүктемелік дыбыс. Жүктемелік дыбыс біріншілік және екіншілік мыс немесе алюминий өткізгіштеріне тікелей әсер ететін электромагниттік Лоренц күштері арқылы туындайды. Бұл күштер жүктемелік токтың квадратына (I ²) пропорционал және орамдарды олардың бекіту құрылымдарына қарсы тербеліске ұшыратады. Суыту желдеткіштері немесе мәжбүрлі май сорғылары іске қосылған кезде көмекші механикалық дыбыс жалпы дыбыстық профильге суперимпозицияланады. Осы көздердің механизмдерін түсіну жоғары өнімділікті жеке тапсырыс бойынша жасалған үш фазалы трансформаторға қатты ішкі орталар үшін арнайы жасалған.

 

NEMA TR-1 және IEEE Дыбыс деңгейі стандарттары: Негізгі децибел порогы

Солтүстік Америкада сұйықтықта батырылған және құрғақ түрдегі тарату мен күштік трансформаторлар үшін стандартты негізгі дыбыс деңгейлері NEMA стандарттарында және жалпы талаптармен қатар IEEE C57.12.00-2021 тарату трансформаторы стандартында белгіленген. Стандартты NEMA TR-1 дыбыс шектері эквивалентті кВА рейтингіне, BIL изоляциялық класына және салқындату режиміне (ONAN/OA немесе ONAF/FA) сәйкес есептелген максималды рұқсат етілетін А-салмақталған дыбыс қысымы деңгейлерін (L _p , бір метрлік стандартталған периметрде дБА өлшемінде) орнатады. Мысалы, стандартты 500 кВА өзіндік салқындатылатын сұйықтықта батырылған трансформатор үшін NEMA TR-1 жоғарғы шегі 58 дБА, ал 2500 кВА қондырғысы 64 дБА-ға дейін бағаланады.

Стандартты NEMA TR-1 шектері OSHA 1910.95 еңбек орнындағы дыбыс әсерінің нормаларына сәйкес өнеркәсіптік есту қаупін болдырмауға көмектеседі , стандарттық порогтар жиі ішкі орнатулар, мектептер, қонақ үйлер және қала қасиетінің шекарасындағы дыбыс заңдарымен реттелетін қалалық аудармалар үшін (олар жиі түнгі уақытта 40–45 дБА шегін қолданады) 6–12 дБА қаттырақ болады. «Төмен дыбысты трансформатордың» төмен дыбысты трансформатордың дизайны дБ төмендеулерін келісімшарттық түрде анықтауды талап етеді — мысалы, «NEMA TR-1 минус 6 дБА» немесе «NEMA TR-1 минус 10 дБА», олар IEEE C57.12.90 акустикалық сынақ протоколдарына сәйкес көп нүктелі микрофондың периметрлік орналасуы бойынша қатал өлшенеді.

 

Стандарттық NEMA TR-1 және төмен дыбысты трансформатордың дыбыс деңгейлерін салыстыру (дБА)

Келесі кестеде жиі кездесетін қуат бағалары бойынша типтік базалық дыбыс шектері мен инженерлік төмен дыбысты мақсатты порогтар көрсетілген:

Трансформатордың қуаты (кВА)	Типі және салқындату режимі	Стандарттық NEMA TR-1 (дБА)	Ryan төмен дыбысты мақсатты деңгейі (дБА)
500 КВА	Сұйыққа батырылған (ONAN)	58 дБА	48 – 50 dBA (–8 –10 dBA)
1 000 кВА	Сұйыққа батырылған (ONAN)	60 dBA	50 – 52 dBA (–8 –10 dBA)
1 500 кВА	Qұйылған rezin quru tipti (AN)	64 dBA	54 – 56 dBA (–8 –10 dBA)
2 000 кВА	Сұйыққа батырылған (ONAN)	62 dBA	52 – 54 dBA (–8 –10 dBA)
2,500 kVA	Derектер орталығы үшін quru tipti (AN)	68 дБА	56 – 58 dBA (–10 –12 dBA)

 

Төменгі деңгейдегі дыбыс шығаруы бар трансформатордың негізгі және орамдық инженериясы

Дыбыстың көзінде маңызды төмендеуін қол жеткізу үшін трансформатордың инженерлік жобасы кезінде электрлік және механикалық өзгерістерді мақсатты түрде енгізу қажет. Ең тиімді жобалау құралы — магниттік ағын тығыздығын төмендету. Магнитострикция негізгі магниттік ағын тығыздығына (B) сызықты емес тәуелді. Типтік коммерциялық деңгейлерден — 1,68–1,72 Тесла — 1,45–1,52 Теслаға дейін төмендету арқылы магнитострикциялық деформация 40%–60% азаяды, бұл тікелей 4–8 дБА-ға дейінгі төмендеуге әкеледі. transformator dyбыs deңgейін ағын тығыздығын төмендету негізгі қимасының аздап үлкейтуін және мыс көлемінің артуын талап етсе де, бір уақытта ток жоқ кезде болатын негізгі жоғалтуларды қатты азайтады, сондықтан ұзақ мерзімді жұмыс істеу тиімділігі артады.

Ағын тығыздығының төмендеуінен басқа, өзектің геометриясы мен қабаттасу қосылыстары шешуші рөл атқарады. Жоғары сапалы, лазермен белгіленген суытылған дайындалған дән бағытталған (CRGO) электрлік болатты немесе домен-тазартылған кремнийлі болатты қолдану ішкі гистерезис пен магнитострикция коэффициентін азайтады. Дәл автоматтандырылған қадамды-қиылысу толық қиылысқан (45-градусты) өзектің қосылыс қабаттасуы 90-градусты бұрыштағы ағын тығыздалуын жояды және қабаттасу көпірлері арқылы магниттік өтудің салыстырмалы түрде жұмсақ өтуін қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, күшейтілген конструкциялық өзектің қысқыштары, өзектің қабаттасу шеттері бойынша эпоксидті бекіту және тұрақты қысымды орамды серіппелер динамикалық жүктеме тербелістері кезінде гармоникалық механикалық резонансты болдырмауға көмектеседі, сондықтан бұл құрылғы дерекқорлар үшін құрғақ типтегі трансформатор немесе миссиялық маңызы жоғары коммерциялық объект үшін идеалды.

 

Құрылымдық изоляция, қорғағыш қабықшалар және акустикалық алаңды жеңілдету

Тіпті ең ыңғайлы негізгі және орамды құрылғы да құрылыс негізіне немесе болат арналарға құрылымдық тербелістердің берілуінен ауыр акустикалық бұзылуға әкелуі мүмкін. Қатты денелер арқылы таралатын тербелістер бетон едендер арқылы өтеді және жүздеген футтар қашықтықта ауада таралатын акустикалық «дрон» ретінде қайта сәулеленеді. Механикалық энергияны изоляциялау үшін ішкі негізгі және орамды құрылғыларды резеңке немесе серіппелі тербеліс изоляторларын пайдаланып, ыдыстың табанынан бөлу керек. Біздің зауыттық жинақтауларымызда ішкі резеңке изоляциялық табақшалары тербелісті 95% жоғары деңгейде жояды, нәтижесінде негізгі тербелістер сыртқы ыдыс қабырғаларына берілмейді.

Syrtqy ornatu deńgeyinde mehanik terbelis ótkizbesi ushin transformator terminalleri menen qattı elektralıq aýnalıq qurğylar arasında eskiygi busbar baglamları menen örilmegen jerlemdirushı belbeyler ornatıluı kerek. Turmıs úylerinin shetleri jaqın atashqy ornatularda mineraldıq qunlıq dämpirleytish yaǵnaytış menen dawıs sorğısh akustikalıq perde qabırğalary yaǵnaytış menen tolıq akustikalıq bafllıq awa jilimy qorğy qabırğalary arqılıq awadagi terbelis ótkiziluı 10–15 dBA-ǵa sheklenedi. Icherkı Órnek deretinu, qurılıs terbelisinen izolyatsiya etu menen syrtqy akustikalıq bafllıqti birlestiru elektrik mühendislerine jılyq soğutudıń tıńyşlıq sáykesi boyınsha qatıǵı tálaptarını ornatıwğa múmkindik beredi.

 

Rayan Elektrik Zavodının Óndiru Mümkindikteri: Tómen Dawısliqtaǵy Ózindik Sheshimder

Ryan Electric (Райан Электрик) компаниясында акустикалық инженерия қолданбалы трансформаторлардың әрбір жасау кезеңіне енгізіледі. Біздің ISO 9001/14001 сертификатталған, 120 000 шаршы метр аумағы бар өндірістік кәсіпорнымызда 180-нан астам дәлдік жасау жүйелері орналасқан және 37 дизайндық патенті бар. Біз әлемдік нарықтарға арналған жоғары сенімділікті, төмен деңгейдегі дыбыс шығаратын трансформаторларды жасауға маманданғанбыз. 2023 жылдан бастап Eaton компаниясымен ресми қосымша кәсіпорын өндіріс серіктесі ретінде Ryan Electric әлемдік деңгейдегі сапа басқаруы мен икемді инженерлік жасау мүмкіндіктерін ұштастырады.

Райан компаниясының әзірлеген әрбір төменгі дыбыс деңгейіндегі құрылғы — сұйықтықта батырылған алаңдық құрылғылар, литографиялық шайынды құрғақ типті трансформаторлар және 200 МВА-ға дейінгі электр станциясының қуат трансформаторлары — UL, CSA, IEEE және IEC сертификаттау стандарттарына қатал сәйкес келіп шығарылады. Біздің толық көлемді ішкі сынақ орталығында дыбыс қуаты мен дыбыс қысымын өлшеуге арналған калибрленген акустикалық өлшеу бокстары бар, мұнда жүктемесіз, толық жүктемеде және мәжбүр ауа суыту режимдерінде сертификатталған дыбыстық сынақтар өткізіледі. Сізге аурухана қоймасы үшін NEMA-минус-10 дБА құрылғысы немесе қалалық деректер орталығы үшін арнайы төмен вибрациялық жеке тапсырыс бойынша жасалған үш фазалы трансформаторға қажет болса, біздің инженерлік тобымыз расталған акустикалық өнімділік береді.

 

Дыбыс сезімтал трансформатор жобалары үшін қолданысқа жарамды техникалық сипаттама тексеру тізімі

Дыбысқа сезімтал коммерциялық, институттық немесе қалалық электр желілері жобалары үшін электр жабдықтарының техникалық сипаттамаларын дайындаған кезде, тұтынушылардың расталған акустикалық өнімділік беруін қамтамасыз ету үшін төмендегі тармақтарды қосыңыз:

• 1. Айқын децибел кепілдіктері: 1 метр қашықтықтағы дБА бірлігіндегі ең жоғары рұқсат етілетін дыбыс қысымын анықтау, NEMA TR-1 кеміту көрсеткішін нақты көрсету (мысалы, «ONAN салқындату режимінде 100% номинал кернеуде ең жоғары 50 дБА»).
• 2. Орамның магниттік ағын тығыздығы шектері: Негізгі магниттік сығылу деформациясын шектеу үшін пайдалану кезіндегі ең жоғары орамның магниттік ағын тығыздығы 1,50 Тесла аспауы керек.
• 3. Баспалдақты қиғаш қосылу: Лазермен өңделген CRGO кремний болатын, дәл автоматтандырылған 45 градустық баспалдақты қиғаш қосылулары мен эпоксидті жиекті бекітулері бар болуы талап етіледі.
• 4. Екі сатылы тербеліс изоляциясы: Орам мен сердечник пен ыдыстың табаны арасында зауытта орнатылған эластомерлік изоляциялық табақшалар мен бетондық тақтаға орнату үшін сыртқы неопрен изоляциялық табақшалары қажет.
• 5. Ресми зауыттық дыбыстық сынақтар: Жіберілмей тұрып соңғы тапсыру құжаттарына IEEE C57.12.90 стандарты бойынша расталған немесе бақыланған дыбыс деңгейінің сынақ есебін қосу талап етіледі.

 

Дыбысқа сезімтал трансформатор қолданыстары үшін Ryan Electric компаниясымен ынтымақтастыққа кірісу

Келесі коммерциялық, институционалды немесе қолданыс құрылғысын орнату жобаңызда акустикалық қаупті жою және реттеуші талаптарға сай келу. Жобаңыздың жеке сызықтық схемасын қарау, дыбыс өшіру талаптарын талқылау және акустикалық және электрлік сипаттамаларыңызға сәйкес келетін толық техникалық ұсыныс алу үшін бүгінгі таңда Ryan Electric инженерлік тобымен байланысыңыз.

 

Автор туралы: Ryan Electric (Руйан Электрик) компаниясының инженерлік қолданбалар тобы. Ryan Electric — UL/CSA/IEEE сертификатталған тарату мен қуат трансформаторларын шығаратын алдыңғы қатарлы өндіруші; компания әлемдегі коммерциялық, өнеркәсіптік және қолданыс инфрақұрылымдары үшін жерге орнатылатын, құрғақ типті және сұйықпен суланған трансформаторларды мамандандырып шығарады.