小型电源变压器的绕制

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1、小型电源变压器的绕制 2013-02-22 06:46:14| 分类： 实用电路图 | 标签： |字号大中小 订阅 小型电源变压器绕制前的准备工作 【1】选择导线和绝缘材料：根据计算的匝数和导线截面，选用相应规格的漆包线。经验表 明对小型低压(500 伏以下)变压器， “一、二次侧绕组截面乘以相应匝数，所得总面积占窗口 面积的 30%左右时，一般是能够绕的下，也是比较适当的。如经核算后，超过以上数值的 范围时，则可考虑把匝数较多的那组绕组改用小一号的导线。或者改用性能较好的绝缘材 料，这样线包不致于因装不进铁芯而返工。绕组的绝缘材料须考虑耐压要求和允许厚度， 层间绝缘厚度应按二倍层间电压的绝缘

2、强度选用，对于 1000 伏以内要求不高的变压器也 有用电压峰值即 1.414 倍层间电压为选用标准。 对铁芯绝缘及绕组间绝缘，按对地电压的 二倍来选取。【2】制作木芯：木芯是用来套在绕线机轴上支撑骨架的，以进行绕线，通常用杨木或杉木 按铁芯尺寸（ax b）做成，如图所示。木芯的截面稍比铁芯中心柱截面(axb)大一些，以便于镶插硅钢片。木芯的长度 L 应 比铁芯窗口的高度大一些(约为 L=11/3h)，木芯的中心孔直径为 10 毫米，必须钻得正直， 木芯四边亦须互相垂直，否则绕线时将会发生幌动、绕组不易平齐等缺点。木芯边角需用 砂纸略磨成圆角，以便于套进骨架，绕好后 抽取也容易。【3】做骨架：

3、绕组骨架除支撑绕组作用外，还起对地绝缘的作用。因此要求它既具有一定 机械强度，还应具有一定的绝缘强度。对容量为 1 千伏安以下的变压器，多采用纸芯无框 骨架，如图 abcd所示。无框骨架的长度 h 应比铁芯窗高 h 稍短些(通常短 2 毫米左右)，骨架的边沿也必须 平整垂直，可利用旧锯条磨成的裁纸刀来切割。按照图(b)中虚线用裁纸刀划出浅沟，以便 弯折。沟的滦度以不划 穿纸厚为原则，沿沟痕把弹性纸折成四方形，第面与第面重叠， 用胶水粘合。对容量较大（1-5 千伏安)或高压等绝缘性能要求较高的变压器，可以采有框 骨。框架可用钢纸， （或称反白)以及玻璃纤维板等材料做成。图(c)为活络的框架结构。

4、框 架上下两块边框板、四侧采用两种形状的夹板、以及六块夹板拼合而成一只完整的框架。 绕线 首先裁剪好各种绝缘纸（布)，它们的宽度应等于骨架的长度，而长度应稍大于骨架的周长， 但需计入绕组逐渐绕大后所需的裕量。一般电压在 500 伏以下的变压器，层间绝缘按导线 直径粗细而有所不同，例如线径大于 0.2 毫米的多采用电缆纸或牛皮纸;线径小于 0.2 毫米 的多采用透明纸。对铁芯绝缘(对地绝缘)则采用二层电缆纸和二层黄蜡布。绕组间绝缘与 对铁芯绝缘相同。 开始绕线前，先在套好木芯的骨架上衬垫好对铁芯的绝缘，用胶水粘牢。 然后将木芯中心孔穿人绕线机轴固紧，如图 2-32(a)所示。起绕时，在导线引线头

5、(或结束时在线尾)压人一 条黄蜡布的折条（l 厘米宽)以便抽紧起始线头 (或线尾)，如图 2-32(b)的所示。起绕时，导 线不可过于靠近骨架边沿，大约留出 2-3 毫米的空间，以免绕线时漆包线滑出(或称崩线)、 插片时碰伤导线绝缘。 导线要求绕得紧密而整齐，不允许有迭线现象。注意掌握好如下要 领: 绕时 将导线稍微拉向绕组前进的相反方向(约 5左右，如图 2-33 示).。拉线的手顺绕组前进方 向而移动。拉力大小随导线粗细而变化，这样导线就容易排齐的。绕线时要通过绕制的具 体实践，才能熟能生巧地掌握住绕线的规律。 绕组层次技照一次侧、静电屏蔽、二次侧高压绕组和二次侧低压绕组（如灯丝绕组)依次

6、迭 绕， 当二次侧绕组数较多时，每烧好一组后，应用对万用表测量是否通路。最后将整个统 组包好对铁芯绝缘，用胶水粘牢。一般电子设备中的电源变压器需在一、二次侧绕组间放置静电屏蔽，屏蔽层用薄铜箔(约厚 0.1 毫米左右)，其宽度比骨架长度 h稍短 1-3 毫米，而长度比一次侧绕组的周长短 10 毫米 左右，将铜箔夹在一、二次侧绕组的绝缘垫层间，注意不能碰触导线或自行短路、如图 2- 34 所示。铜箔上焊出一条软线引出接地。如果缺乏铜箔，也可用铝箔或锡箔代替，或者密 绕一层 0.12-0.15 毫米的漆包线,一端埋在绝缘层内，一端引出接地。 当线径大于 0.2 毫米时，绕组引出线可利用原线，绞合后如

7、图 2-35 所示引出即可。当线径 小于 0.2 毫米时，应采用多股软线焊接后引出，以防弯断或拉断。_引出线的绝缘套管应按 耐压等级选用。两导线接头处漆皮一定要刮清，然后用松香焊剂焊牢，不宜用焊膏， 并要 防止徦焊。绝缘处理的简易方法 为防潮和增加绝缘强度绕组绕好后，一般应作绝缘处理。在实验室条件下可用INZ 刷法处 理，即在绕线过程中每绕完一层，就涂刷一层薄凡立水，然亏垫上绝缘层，继续绕线这样有助于粘牢导线。绕组绕好后。通电方法是用一个 500 伏安的自耦变压器及交流电流表 (1o 倍于被测高压的电流额定值)与被测变压器相连，如图 3-36 所示，逐渐增大自耦变压 器的辙输出电压，使电流达到

8、高压侧规定电流的 2-3 倍为，为 止。线包温度将慢慢上升， 半小时后如线包不 烫手补可再适当增大电流，直到烫手为止(此 时温度约 7o-4oTyo 线包通电 12 小时左右， 即可烘千绕制时涂刷的多余凡立水 如果条件许可，则采用“浸泡法”处理，1wpv 将绕好的线包放在烘箱(电撰箱或800 瓦的- 红外线灯泡烘韧内预热，加温勤N:$ooc,s 小时取出后立即浸人尹 k 凡立水越 中约半 小耽右，取出后潍通风处滴干，然后再进供箱加砂遮到800C 洪拐小 时左右，进行烘午处 理。 如果没有绝缘漆， ，也可用 u90 法”处理，即把白蜡熔化在容器内， ，放入已 预烘过的 绕组浸 15“30 汾钟，

9、取出自然千燥凝固即可不用烘烤 o,此法只能 达到防潮的目的。 一般电子设备中的电源变压器需在一、二次侧绕组间放置静电屏蔽，屏蔽层用薄铜箔(约厚 0.1 毫米左右)，其宽度比骨架长度 h稍短 1-3 毫米，而长度比一次侧绕组的周长短 10 毫米 左右，将铜箔夹在一、二次侧绕组的绝缘垫层间，注意不能碰触导线或自行短路、如图 2- 34 所示。铜箔上焊出一条软线引出接地。如果缺乏铜箔，也可用铝箔或锡箔代替，或者密 绕一层 0.12-0.15 毫米的漆包线,一端埋在绝缘层内，一端引出接地。 当线径大于 0.2 毫米时，绕组引出线可利用原线，绞合后如图 2-35 所示引出即可。当线径 小于 0.2 毫米

10、时，应采用多股软线焊接后引出，以防弯断或拉断。_引出线的绝缘套管应按 耐压等级选用。两导线接头处漆皮一定要刮清，然后用松香焊剂焊牢，不宜用焊膏， 并要 防止徦焊。铁芯镶片 铁芯镶片要求紧而牢，否则铁芯截面达不到计算要求，将造成磁通密度增大而发热， 使硅钢片产生振动噪音。 镶片时，在线包两边，一片一次地交叉对镶，而在线包中部则应两片一次地交叉对镶。因 为当线包中镶满钢片时，余下大约 1/6 的钢片往往比较难镶，俗称紧片。这部分紧片需用 旋凿撬开每两片一组的钢片夹缝才能插入。并用木锤慢慢敲入。在插条形片时，切忌直向 插片，以免擦伤线包。当骨架嫌小或线包体积嫌大时，切不可硬行将钢片插入，以免损伤 骨

11、架或线包。这时可将铁芯中心柱或两边柱锉小些，亦可线包套在木芯上，用两块木板夹 住线包两侧，在台钳上缓缓压扁一些 。 镶片完毕后、应把变压器放在平板上、两头用木锤敲打平整，尤其对 E 形 两钢片间不能 留有空隙。最后用螺钉或夹板固紧铁芯，并把引出线焊到焊片上。 6、成品测试 （1）绝缘电阻测试:用兆欧表测试各组绕组之间和它们对铁芯的绝缘电阻，其值应不低于 一 500 兆欧。 （2）空载电压测试:当一次侧电压加到额定值时, 各绕组的空载电压允许误差为:二次高压 绕组误差 U5%，二次侧低压绕组误差 U5%,中心抽头电压误差U2% 。 （3）空载电流测试:铁芯镶片后的电源变压器，应先用自偶变压器供电

12、， 当一次输入电压 为额定值时，空载电流约为 5%-8%的额定电流值，而不应大于满载电流的 10-20%，否则 表明绕组有短路现象。如空我电流大于额定电流的 10%时使用，损耗就较大；当空载电流 超过额定电流的 20%时，就不能使用，因为它的温升将超过允许的数值。 导线直径的计算： 选取电流密度 j=3.0 安/毫米 2，求出各绕组所用导线截面积。W1 绕组：St1=I1/j=0.5/3.0=0.167(毫米 2)查表 14-4 选得相应截面的导线的线径 d1=0.47 毫米，再由表 14-15 查得 Q 型漆包线的导线 包括漆膜的外径 d2=0.52 毫米。W2 绕组：St2=I2/j=0.

13、2/3.0=0.067(毫米 2) 查表 14-4 选得相应截面的导线的线径 d2=0.29 毫米，再由表 14-15 查得 Q 型漆包线的导线 包括漆膜的外径 d2=0.33 毫米。 W3 绕组：St3=I3/j=0.1/3.0=0.0333(毫米 2) 查表 14-4 选得相应截面的导线的线径 d2=0.29 毫米，再由表 14-15 查得 Q 型漆包线的导线 包括漆膜的外径 d2=0.24 毫米。复核电流密度j3=I3/St3=0.1/0.0347=2.88(安/毫米 2)（6）根据绕组尺寸核算窗口面积： 由图 2-27，已知铁芯窗高 h=48 毫米，可求得各绕组每层绕制匝数n1=0.9

14、h-(2-4)/d1=0.9(48-3)/0.52=79(匝) n2=0.9(48-3)/0.33=123(匝) n3=0.9(48-3)/0.24=169(匝)各绕组所绕的层数如下：m1=W1/m1=770/79=9.75=10(层) m2=2W2/m2=1030*2/123=16.75=17(层) m3=W3/m3=132/169=0.78=1(层)各绕组排布如图 2-27（b）所示，其中绝缘衬垫选用如下： 对地（铁芯）绝缘：用两层电缆纸（0.07 毫米）加一层黄蜡布（0.14 毫米）厚度 r=2x0.07+0.14=0.28 毫米绕组间绝缘：与对地（铁芯）绝缘相同。 绕组层间绝缘：一次侧

15、绕组较细用白玻璃纸一层s 表示铁芯截面（厘米 2）; W/U 表示每伏需要绕 的匝数(匝/伏);B 表示磁通密度(高斯)。这四根标尺中，Ps 和 S 在同一根直线上。如果已知 变压器的输出容量 Ps,则在 S 标尺上即能得出所需的铁芯净截面积为多少厘米配方.根据所 选择的钢片质量高低，确定磁通密度 B 的数值(一般 B 选在 8000.10000 左右)，将所确定 的 S 点和 B 点连成一直线，便得与 W/U 标尺的交点，此交点便是该变压器每伏所需要绕 的匝数 W/U(匝/V)。图 2-8 中右侧的另外三根标尺表示在确定的电流下，取不同电流密度 j 时所需的导线直径 的大小。使用在精密仪表和

16、仪器设备装置中，取 j=2 安/mm2；使用在-般仪器设备中，取 j=3 安/平方毫米。 【例 2】若已知变压器容量 Ps=40 伏安，磁通密度 B=10000 高斯，U1=220 伏，I1=0.182 安， I2=1.11 安。试用图算法设计此变压器。 解：如果取 j=2.5 安/毫米 2，则从图 2-28 中可得 S=7.8 厘米 2；W/U=5.9 匝/伏 d1=0.3 毫米；d2=0.75 毫米 W1=1298 匝； W2=213 匝使用时注意： .(1)变压器是由二次侧绕组的电压与电流的乘积来决定的。当有一个以上的二次侧绕组时， 它的输出总容量是全部二次侧绕组输出容量之和。 (2)对于小变压器来说，由于电阻压降较大，所以一般用增加二次侧绕组匝数来补偿(增加二 次侧绕组匝数 5-10%左右，若要求得精确一些，必须先计算绕组的电阻 R，然后计算补偿 满载时电阻压降 IR 所需要的匝数，即补偿匝数 W=lR/每伏匝数。 表 2-10 列出了 1 千伏安以下部分容量的变