小型变压器培训课件.ppt
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1、小型变压器1.铁心铁心常用的铁心有M字形、日字形、斜E字形、字形和C字形等多种,如图7.1所示。图7.1小型变压器常用铁心形状(c)斜E字形(a)M字形变压器铁心的叠装变压器铁心的叠装 图7.2变压器铁心的叠装2.线圈线圈绝大多数小型变压器都采用互感双线圈结构,即原边和副边侧由两个线圈构成;安全电源变压器和11隔离变压器禁止采用自感单线圈结构。图7.3小型变压器构造7.1.2 小型单相变压器的设计小型单相变压器的设计1.制作小型变压器的计算方法制作小型变压器的计算方法(1)输出容量的计算变压器的副边绕组可能是多个绕组,每个绕组需供给负载的电压、电流分别U2、I2、U3、I3、U4、I4,;副边
2、输出的总功率为 P2=U2I2+U3I3+U4I4+输入容量P1与输入电流I1/-变压器效率(小于,.)I1=(1.1-1.2)P1/U1(1.1-1.2)为考虑变压器空载励磁电流大小的经验系数,(小容量选择12)(2)铁心尺寸的计算铁心尺寸的计算小容量单相变压器铁心芯柱截面积的计算可采用经验公式:S=K P2式中,K为经验系数,它与容量有关表7-1铁心柱载面积为S=ab(c),a铁心中柱宽度(cm),b铁心净叠厚度(cm)考虑漆膜与硅钢片间隙的厚度铁心实际叠厚bs=1.1b单位(cm)。P2(VA)1050505005001000 1000以上K21.51.51.41.41.2121(4)计
3、算每绕组的匝数绕组感应电势有效值EE=4.44fWBMS/100000000每感应1V对应匝数W0=W/E工频f=50HZW0=450000/(BMS)每个绕组对应匝数一次绕组W1=W0U1,二次绕组W2=W0U2105,W3=W0U3105,BM为磁通密度注:二次侧的绕组匝数应增加注:二次侧的绕组匝数应增加5。补偿负载时。补偿负载时线路中的电压降线路中的电压降硅钢片磁通密度BM选取值表7-2硅钢片种类与型号磁通密度BM选取值/GS热轧硅钢片D41、D4210000-12000热轧硅钢片D4311000-12000冷轧硅钢片D31012000-14000冷轧取向硅钢片15000-16000(5
4、)计算绕组导线直径d选取导线电流密度各绕组导线截面积St=I/j(m)电流密度一般铜线23(A/m)注:由截面积St查表7-3加溱膜约005导线直径d查表7-4Q型漆包线带漆膜的线径d选择漆包线常用(裸)线截面与直径换算表7-3截面St/m线径d/mm截面St/m线径d/mm截面St/m线径d/mm截面St/m线径d/mm0.0314 0.200.1320 0.410.3020.620.5810.860.0415 0.230.1521 0.440.3220.640.6970.930.0491 0.250.1735 0.470.3530.670.7851.00.0573 0.270.1886 0
5、.490.3740.690.9161.080.0661 0.290.2040.510.4070.721.0571.160.0755 0.310.2210.530.4300.741.2271.250.0855 0.330.2380.550.4660.771.5391.400.0962 0.350.2550.570.5030.801.9111.560.1184 0.380.2730.590.5410.832.221.68电磁线名称、型号、绝缘等级及规格表7-4名称型号绝缘等级规格/mm聚氨酯漆圆铜线QA-1、QA-2E(120)0.0151.0环氧漆包圆铜线QH-1、QH-20.062.50聚酯漆
6、包圆铜线QZ-1、QZ-2B(130)0.022.50双玻璃丝包圆铜线SBEC0.256.0聚酯亚胺漆包圆铜线QZY-1、QZY-1F(155)0.062.50玻璃丝包聚酯亚胺漆包线QZYSBFB聚酰亚胺酯漆包圆铜线QY-1、QY-2H(180)0.022.50聚酰胺酰亚胺漆包圆铜线QXY-1、QXY-20.062.50硅有机双玻璃丝包圆铜线SBEC0.022.50聚酰亚胺薄膜绕包圆铜线YC(180)Y(90)A(105)(6)核算铁芯窗口面积知绕组匝数、线径、绝缘厚度等核算变压器绕组所需铁芯窗口面积例:热轧硅钢片D41,E字形铁芯中柱宽度a=3.4(cm),输入220V,(380V);50H
7、Z,负载40V、(100V);40W。电流密度(铜线)j=3(A/m)解:(1)选取漆包线型号规格(2)选择铁芯尺寸(3)计算变压器绕各组匝数(4)选用绝缘材料输入/;-变压器效率(选取.)输入I1=(1.1-1.2)P1/U1I1=(12)40/(08220)=0273A;I2=P2/U2=40/40=1AI1=(12)40/(08380)=0158A;I2=P2/U2=40/100=0.4ASt1=I1/j=0273/3=0091(m)St1=I1/j=0158/3=0053(m)查表7-3选取线径相近漆泡线d=035mm,027mm;查表7-4选取Q型漆包线增加漆膜厚约0.04mm;d=
8、038;031mm;St2=I2/j=1/3=033(m)St2=I2/j=0.4/3=013(m)查表7-3选取线径相近漆泡线d=064,041mm再查表7-4选取Q型漆包线增加漆膜厚约0.04mm;d=069;044mm1小容量单相变压器铁心芯柱截面积的计算可采用经验公式:S=K P2查表K选取15 S=15 40 =95(c)b=S/a=95/34=28(cm)考虑漆膜与硅钢片间隙的厚度铁心实际叠厚bs=1.1b=1.1(28)=308(cm)。热轧硅钢片D41、D4210000-12000Gs选取BM=11000GSW0=450000/(BMS)=450000/(1100095)=43
9、1(匝/V)每个绕组对应匝数W1=W0U1=431220=948(匝)W2=W0U2(105)=43140105=181(匝)制作:选取热轧硅钢片D42,E字形铁芯中柱宽度a=3.4(cm),输入:220V,50HZ,输出:分别为27V、15A,10V、12A电流密度(铜线)j=3(A/m)(1)选取漆包线型号规格(2)选择铁芯尺寸(叠加厚度)(3)计算变压器各绕组匝数(4)选用绝缘材料(1)P2=U2I2+U3I3=2715+1012=525(W)/-变压变压器效率(器效率(.)I1=(1.1-1.2)P1/U1=(11-12)/U1=12525/(08220)=0358(A)(11-12)
10、为考虑变压器空载励磁电流大小的经验系数。选取为12St2=I2/j=15/3=05(m)查表7-3选取d=077()查表7-4选取QZ-2型聚酯漆包圆铜线d=083St3=I3/j=12/3=04(m)查表7-3选取d=072()查表7-4选取QZ-2型聚酯漆包圆铜线d=074St1=I1/j=0358/3=0119(m)查表7-3选取d=041()查表7-4选取QZ-2型聚酯漆包圆铜线d=044(2)变压器铁心芯柱截面积的计算可采用经验公式:S=K P2查表7-1索K选取15S=15 525 =1087(c)b=S/a=1087/34=32(cm)考虑漆膜与硅钢片间隙的厚度铁心实际叠厚bsb
11、s=1.1b=1.1(32)=35(cm)。热轧硅钢片D4210000-12000Gs选取BM=11000GSW0=450000/(BMS)=450000/(110001087)=376(匝/V)每个绕组对应匝数W1=W0U1=376220=828(匝)W2=W0U2105=37627105=107(匝)W3=W0U3105=37610105=40(匝)73 小型单相变压器的绕制小型单相变压器的绕制7.3.1 小小型型单单相相变变压压器器的的绕绕制制(重重绕绕)方方法法根据上面设计计算参数,进行小型单相变压器的绕制。铁芯的拆卸与绕组参数测定。绕制分为选择导线和绝缘材料;木芯和框架的制做;线圈的
12、绕线;绝缘处理;铁心镶片;成品测试等几道工艺。铁芯的拆卸与绕组参数测定1判断原铁心截面可实测原铁心叠厚及铁柱宽度,还应考虑硅钢片绝缘层和片间间隙的叠压系数。小型变压器的叠压系数一般取09。小型变压器通常采用o.35mm厚的硅钢片作铁心,除C字形铁心外,铁心每平方厘米截面的磁通密度为1.21.4T(按冷轧硅钢片计算,热轧硅钢片因损耗大已停止生产,其磁通密度为o.8“-1.2T)。C字形铁心一般采用单取向冷轧硅钢片制成,能取较高的磁通密度,一般为1.51.6T。重绕修理时,一般取其下限进行匝数计算。3、记录铁心数据铁心尺寸;硅钢片厚度及片数;铁心叠压顺序和方法。2判断原铁心磁通密度二、拆卸铁心拆卸
13、铁心前,应先拆除外壳、接线柱和铁心夹板等附件。不同的铁心形状有不同的拆卸方法,但其第一步是相同的,即用螺丝刀把浸漆后粘合在一起的硅钢片插松。(一)不同铁心形状的拆卸方法和步骤1E字形硅钢片先拆横条(轭),用螺丝刀插松并拆卸两端横条;拆字形片,在变压器下方垫一木板,铁心外边边缘伸出几片;用螺丝刀或断锯条顶住中柱(边柱)硅钢片的舌端,再用小锤轻轻敲击,使舌片后推,待推出3后,即可用钢丝钳钳住中桂部位抽出E字形片。当拆出56片后,即可用钢丝钳或手逐片抽出。2F字形硅钢片用螺丝刀在两侧已插松的硅钢片接口处分阶段别顶开,使被顶硅钢片推出;用钢丝钳钳住推出硅钢片的中柱部位,向外抽出硅钢片。当每侧拆出56片
14、后,即可用钢丝钳或手逐片抽出。3C字形硅钢片拆除夹紧箍后把一端横头夹住在台钳上,用小锤左右轻敲另一端横头,使整个铁心松动,注意保持骨架和铁心接口平面的完好I逐一抽出硅钢片。4字形硅钢片把一端横头夹紧在台钳上,用小锤左右轻敲另一端横头,使整个铁心松动;用钢丝钳钳住另一端横头,并向外抽拉硅钢片,即可拆卸。(二)拆卸铁心注意事项有绕组骨架的铁心,拆卸铁心时应细心轻拆,以使骨架保持完整,良好,可供继续使用或作为重绕时的依据;拆卸铁心过程中,必须用螺丝刀插松每片硅钢片,以便于抽拉硅钢片;用钢丝钳抽拉硅钢片时,不能硬抽。若抽不动时,应先用螺丝刀插松硅钢片。对于稍紧难抽的硅钢片,可将其钳住后左右摆动几下,使
15、硅钢片松动,就能方便地抽出;拆下的硅钢片应按只叠放、妥善保管,不可散失。如果少了几厅,就会影响修理后变压器的质量;拆卸c字形铁心时,严防跌碰,切不可损伤两半铁心接口处的平面。否则,就会严重影响修理后变压器的质量。三、制作模心及骨架在绕制变压器绕组前,应根据旧绕组和旧骨架的尺寸制作模心和骨架。也可根据铁心尺寸、绕组数据和绝缘结构,设计和制作模心和骨架。小型变压器一般都把导线直接绕制在绝缘骨架上,骨架成为绕组与铁心之间的绝缘结构。导线线径较大的绕组,则采用模心直接绕制绕组,并用绝缘材料如醇酸玻璃丝漆布等包在铁柱上,作为绕组与铁心之问的绝缘。为此,模心及骨架的尺寸必须合适、正确,以保证绕组的原设计要
16、求及绕组与铁心的装配。这里介绍模心及骨架的计算、制作及其技术要求。(一)模心模心是用来套在绕线机转轴上支撑绕组骨架进行绕线,或不用骨架直接进行绕线的。有绕组骨架的模心如图31l所示,尺寸ab按铁心中心柱截面ab稍大一些,长度h也应比铁心窗口的度高h稍大一些,中心孔直径应与绕线机轴径相配合,一般为lOmm。中心孔必须钻得居中和平直,与骨架配合的四个平面必须互相垂直,边角应用砂纸磨成略带圆角。其材料一般采用杨木或杉木,如采用硬术更佳,具有不易变形,使用较久等优点。2无绕组骨架的模心如图31l所示,尺寸口ab按铁心中心柱截面ab加绝缘层厚度稍大一些,长度h应比铁心窗口的高度h稍小一些。中心孔、四个平
17、面和边角的要求与有绕组骨架的模心相同。其材料一般采用干爆硬木或铝合金,修理时采用干燥硬木为宜。为了使绕制绕组后脱模方便,应在模心长度h的中间沿45方向斜锯,使其成为对半的两块小型圆筒式绕组的模心,也可参考无绕组骨架的模心制作,唯其形状为圆柱形,其材料为干燥硬术或铝合金。(二)骨架骨架除起支撑绕组作用外,还起对地绝缘作用,要求具有一定的机械强度与绝缘强度。小型变压器的骨架可分为无框骨架和有框骨架两种。容量小、电压低的小型变压器采用无框骨架,又叫绕线芯子;大多数小型变压器及电压较高的变压器都采用有框骨架。2有框骨架框架可用红钢纸或层压板制成,如经常修理时,也可采用塑料、酚醛压塑料、尼龙或其它绝缘材
18、料压制而成。图313为活络框架的结构,框架的两端用两块边框板支柱,四侧采用两种形状的夹板,拼合成一个完整的框架。框架的尺、可按无框骨架同样选定,但应考虑框架材料的厚度,其应由h减去两块夹板厚度。要求框架尺寸与铁心、绕组配合相符。2.木芯和框架的制做木芯和框架的制做图7.10木心图图7.11纸质无框骨架图活络框架的结构活络框架的结构图7.12活络框架的结构t活络框架材料厚度活络框架材料厚度bb1.选择导线和绝缘材料选择导线和绝缘材料根据计算选用相应规格和数量的漆包线。绝缘材料须考虑耐压、耐热要求和允许厚度,表73列出了常用绝缘材料的性能和用途。层间绝缘厚度按两倍层间电压的绝缘强度选用;对于100
19、0V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的;对铁心绝缘及绕组间绝缘,按对地电压的两倍来选用。常用绝缘材料名称型号耐热厚度规格/mm击穿电压KV特性及用途青壳纸E0。44。5抗张强度好醇酸玻璃漆布(带)24303B0。110。154。86。0抗张强度和硬度较高,耐潮、耐热有机玻璃漆布(带)2450H0。130。175。06。2耐潮、耐热、防霉,工作温度达180度有机玻璃漆粘带2656H0。120。150。60。7醇酸玻璃漆管2730B0。55弹性柔软性较差,能防霉有机硅玻璃漆管2750H0。3-0。74耐油、耐腐蚀,H级电机保护绝缘四、绕制绕组四、绕制绕组绕组绕
20、制的工艺,是决定变压器质量的关键。小型变压器绕组的绕制,一般在手摇绕线机或自动排线机上进行,要求配有计数器,以便正确地绕制与抽头。绕组的绕制质量要求是:导线尺寸符合要求;绕组尺寸与匝数正确;导线排列整齐、紧密和绝缘良好。(一)准备工作检查模心及骨架尺寸并将其安装在绕线机主轴上;准备绕线材料和检查导线尺寸;在骨架上垫好绝缘;校对绕线机计数器,并调至零位;将导线盘装在搁线架上。二)绕制步骤起绕时,在导线引线头上压入一条对折绝缘带折条,待绕几匝后抽紧起始线头,如图314a所示;绕线时,通常按照一次侧绕组、静电屏蔽、二次侧高压绕组、二次侧低压绕组的顺序,依次叠绕。当二次侧绕组数较多时,每绕好一组后,用
21、万用表测量是否通路,检查有否断线;第一层层每绕完一层导线,应安放一层层间绝缘。根据变压器绕组要求,做好中间抽头。导线自左向右排列整齐、紧密、不得有交叉或叠线现象,待绕到规定匝数为止;当绕组绕至近末端时,先垫入固定出线用的绝缘带折条,待绕至末端时,把线头穿入折条内,然后抽紧末端线头,如图所示;拆下模心,取出绕组,包扎绝缘,并用胶水或绝缘胶粘牢。绕制程序绕制程序图7.14绕制过程中持线方法图7.15利用原线作引出线(三)绕制工艺要点1导线和绝缘材料的选用根据原导线规格或计算选用相应规格的导线,小型变压器绕组一般采用缩醛漆包圆铜线或聚酯漆包圆铜线。116绝缘材料的选用,必须考虑耐压要求和允许厚度。层
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