高等教育项目八小型变压器的绕制.pptx

Network Optimization Expert Team,项目,8,小型变压器的绕制,1.,现场展示实训室各种型号的小型变压器，让学生观摩并大概从外观上认识变压器。,2.,引领学生学习小型变压器的结构、设计与绕制方法等基本知识点。,3.,引领学生完成小型变压器的绕制。,4.,引领学生学会小型变压器的常见故障排除与性能测试。,5.,学生自主分组训练项目：,“,小型变压器的绕制,”,、,“,小型变压器的故障排除与性能测试,”,。,6.,总结归纳小型变压器的设计、绕制、测试及排故的知识与技能，每人写出项目报告。,一、项目学习目标,项目八 小型变压器的,绕制,小型变压器的设计方法,在日常的工作实践中，经常遇到容量较小的,1000V,A,以下的单相变压器，如电源变压器、行灯变压器和控制变压器等等。特别是在从事电气技术工作中，往往需要选用或设计制造小型单相变压器。自制变压器，对技术性能和经济指标可不必像专业生产厂那样严格要求，而更多地应考虑简单、方便和实用。,1.,小型变压器的结构,常见的小型变压器从外形上看有立式变压器、卧式变压器和夹式变压器，如图,8-1,所示。选用哪一种外形的型式，主要取决于变压器的使用条件和要求，另外与容量的大小也有一定的关系。变压器有油浸和干式两种，图,8-1,所示都属于干式变压器。,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,图8-1,小型单相变压器外形图,a,）立式；,b,）卧式；,c,）夹式,小型单相变压器主要由变压器铁心，绕组线圈、绕组骨架等构成，此外还有紧固件、绝缘材料和外壳等。铁心常用,D4,或,D2,热轧或冷轧硅钢片冲制，一般厚度为,0.35mm,或,0.5mm,，冲片的外形如图,8-2,所示，其中铁心柱宽为,a,，设铁心厚度为,b,，则铁心截面积为,A=ab,。绕组是用漆包线在骨架上整齐排列绕制的，层与层之间用绝缘纸隔离。小型变压器的绕组，分为一次侧绕组和二次侧绕组，一般里面的是一次侧，外面是二次侧，根据实际需要一次侧和二次侧都可以是多个绕组，例如一次侧电压可设计成,380V,和,220V,，二次侧也可是多个电压，有时在一、二次侧绕组之间加一层金属箔进行屏蔽。,小型单相变压器的所有绕组都是装在同一个铁心上，因此，无论哪一个绕组，每匝线圈都产生大小相同的电动势。,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,图,8-2,铁芯冲片类型,a,）,E,型,b,）,III,型,c,）拼条型,图,8-3,变压器原理,2.,变压器的工作原理,1,）电压变换,如图,8-3,所示的变压器中，规定一次侧的电压、电流、功率和匝数分别为,U1,、,I1,、,P1,和,N1,；二次侧的电压、电流、功率和匝数分别为,U2,、,I2,、,P2,和,N2,。当一次侧绕组接在交流电源上，在交流电源,u1,的作用下,流过一次绕组的交变电流为,i1,，在铁心里产生交变磁通为,，沿铁心形成闭合回路。磁通,同时穿过二次绕组，根据电磁感应定律，在二次绕组中产生感应电动势,e2,，则二次绕组两端就有同频率的交流电压产生。,假设变压器空载，,i2,0,。则：,式中,E1,一次绕组电动势,e1,的有效值；,E2,二次绕组电动势,e2,的有效值；,K,变压器的匝数比，又称为变压器的变比。,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,图,8-3,变压器原理,上式表明一次与二次绕组中的感应电动势之比等于其匝数之比。当,K1,时，,U1U2,，为降压变压器；当,K1,时，,U1U2,，为升压变压器。,2,）电流变换,变压器的二次绕组接入负载,ZL,时，二次绕组中流过的电流为,I2,，经推导可得：,上式表明一次、二次绕组中的电流之比等于它们的匝数比的倒数。匝数较多的高压侧绕组中的电流较小，匝数较少的低压侧绕组中的电流较大。,3,）阻抗变换,变压器能变换阻抗，即实现负载阻抗的匹配。负载获得最大功率的条件是负载的电阻等于信号源的内阻，用变压器可以完全实现阻抗匹配的任务。,如果接在二次侧的负载阻抗为,Z,，可以证明：相当于接在一次侧的一个,ZK,平方的阻抗，将阻抗扩大了,K,的平方倍。,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制,3.,小型单相变压器的设计,小型单相变压器的设计，应根据负载的需要出发，满足负载电压和容量的需要，通过计算选择铁心、线径、匝数等。,1,）容量的确定,变压器的二次绕组可能是多个绕组，每个绕组需供给负载的电压、电流分别为,U2,、,I2,、,U3,、,I3,、,U4,、,I4,；二次侧输出的总功率为,S2=U2I2+U3I3+U4I4+,考虑到小型变压器的损耗，一次侧的输入总功率,S1,应为,S1=S2/,式中，,为变压器的效率，可根据变压器的容量来选择，一般,lkVA,以下的小型单相变压器取,=0.80.9,。,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制,由于小型单相变压器的温升由一次侧和二次侧的平均功率（容量）决定，因而变压器的设计功率应为,S,S=,（,S1+S2,）,/2,若有现成的铁心，可根据铁心的截面积来确定变压器的功率，按照下面的公式可以计算出变压器的功率,S=,（,A/1.2,）,2,式中，,A,为变压器铁心芯柱的截面积，单位为,cm2,。,S,的单位为,VA,。,2,）确定铁心尺寸,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,A=K,式中，,K,为系数，它与容量有关，可根据表,8-1,选取。,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,变压器容量,/VA,磁通密度,Bm/Gs,电流密度,/,（,Amm,-2,）,铁心截面计算时,K,值,10,60007000,32.52,1050,70008000,2.52.2,21.5,50100,80009000,2.22,1.51.3,100500,900010000,21.5,1.31.25,5001000,1000012000,1.51.2,1.251.1,由,A,即可决定变压器铁心芯柱宽度,a,和叠片厚度,b,，原则上,ab=A,即可。,铁心窗口面积为,A0=ch,，可用下式估算,A0=1.6S/A,式中，,A0,、,A,的单位为,cm2,，,S,单位为,VA,，若取,c=a/2,铁心叠片尺寸如表,8-2,所示。,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,a,c,h,L,H,13,7.5,22,40,34,16,9,24,50,40,20,10,30,60,50,22,11,33,66,55,25,12.5,37.5,75,62.5,28,14,42,84,70,32,16,48,96,80,33,19,57,114,95,44,22,66,132,110,50,25,75,150,125,56,28,84,168,140,64,32,96,192,160,3,）绕组计算,由感应电动势有效值的基本公式,E=4.44fmN,，可导出,E=4.44fBmAKFeN10-8V,。式中，,Bm,为铁心磁密，单位为,Gs,，根据铁心材料选取；,KFe,为考虑到铁心叠压时有叠片间隙而引人的叠压系数，一般取,0.920.95,，,0.35mm,片取较小值，,0.5mm,片取较大值；涂漆时取较小值，不涂漆时取较大值。,再考虑到,UE,，变压器用于,50Hz,电源，则近似地得到,有了每伏匝数，即可求出一、二次侧各绕组匝数，一次侧匝数为,这是电压为,U,（单位为,V,）时总匝数，据此，即可求出电压为,1V,时匝数，即每伏匝数为,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制,小容量变压器计算二次侧匝数时，要考虑内部漏阻抗压降，需适当增加一些匝数，以使二次侧电压在额定负载时能保持额定值，一般可取,绕组导线截面积，根据电流和电流密度来决定。一、二次绕组电流分别为,考虑到,I1,中还应包括励磁分量，,I1,修正如下,一次绕组导线截面积为,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制,式中，,2,为二次侧绕组导线的电流密度，可与一次侧绕组导线电流密度,1,取相同值。,4,）绕组排列及铁心尺寸的确定,绕组每层匝数按下式计算,式中，,d,为漆包线的外径；,0.9,为考虑到线圈框架两头应留有余地所取的系数。,计算结果的小数部分舍去。线圈的层数为,结果带小数时进一位，取整数。,线圈的厚度为,式中，为层间绝缘厚度。,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制,导线较细时可用一层,0.0150.02mm,的玻璃纸，如果变压器的导线较粗时，可以选用,0.05mm,的牛皮纸；,r,为绕组间绝缘厚度，可采用,23,层牛皮纸或青壳纸。,纸圈总的厚度为,式中，为线圈框架厚度,1.11.2,为制造宽裕系数。,计算出的,E,必须小于但要接近于窗口宽度,c,，太大或太小时，应改变铁心尺寸，然后再核算，直至合适为止。,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制,小型单相变压器绕制后的测试,小型变压器经制作或重绕修理后，为了保证制作或修理质量，必须对变压器进行一系列的检查和试验。为此，要求掌握小型变压器的测试技术、常见故障的分析与处理方法。,1.,检查和试验的项目与方法,1,）外观质量检查,（,1,）绕组绝缘是否良好、可靠。,（,2,）引出线的焊接是否可靠、标志是否正确。,（,3,）铁芯是否整齐、紧密。,（,4,）铁芯的固紧是否均匀、可靠。,2,）绕组的通断检查,一般可用万用表或电桥检查各绕组的通断及直流电阻。当变压器绕组的直流电阻较小时，尤其是导线较粗的绕组，用万用表很难测出是否有短路故障，必须用电桥检测。,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制,如没有电桥时，也可用简易方法判断：在变压器一次绕组中串入一只灯泡，其电压和功率可根据电源电压和变压器容量确定，若变压器容量在,1OOVA,以下时，灯泡可用,2540W,。二次绕组开路，接通电源，若灯泡微红或不亮，说明变压器无短路；若灯泡很亮，则表明一次绕组有短路故障，应拆开绕组检查短路点。,3,）绝缘电阻的测定,用兆欧表测量各绕组间、绕组与铁芯间、绕组与屏蔽层间的绝缘电阻，对于,400V,以下的变压器，其值应不低于,50M,。,4,）空载电压的测定,测试线路如图,8-4,所示。将待测变压器接人线路，断开,Q2,，接通电源使其空载运行，当一次电压加到额定值时，,V2,的读数即为该变压器的空载电压。各绕组的空载电压允许误差为：二次高压绕组误差范围为,5,；二次低压绕组误差范围为,5,；中心抽头电压误差范围为,2,。,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,图,8-4,变压器测试线路,5,）空载电流的测定,接通电源使变压器空载运行，当一次电压加到额定值时，,A,的读数即为空载电流。一般变压器的空载电流约为额定电流值的,5,8,，若空载电流大于额定电流的,10,时，损耗较大；当空载电流超过额定电流的,20,时，它的温升将超过允许值，不能使用。,6,）损耗与温升的测定,若要求进一步测定其损耗功率与温升时，可仍按图,8-3,测试线路进行。在被测变压器未接人线路前，合上开关,Q1,（见图,8-3,），调节调压器,T,使它的输人电压为额定电压，此时功率表的读数为电压表、电流表的功率损耗,P1,。将被测变压器接在,a,、,b,两端，重新调节调压器,T,，直至,V1,的读数为额定电压，这时功率表的读数为,P2,则空载损耗功率为,P2-P1,。,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制先用万用表或电桥测量一次绕组的冷态直流电阻,R1,（因一次绕组常在变压器绕组内层，散热差、温升高，以它为测试对象较为适宜）。然后加上额定负载，接通电源，通电数小时后切断电源，再测量一次绕组热态直流电阻值,R2,。这样连续测量几次，在几次热态直流电阻值近似相等时，即可认为所测温度是终端温度，并用下列经验公式求出温升,T,的数值：,要求温升不得超过,50K,。,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制,7,）变压器绕组的极性试验,单相变压器的极性试验，就是测定其同极性端点以及它所属的联结组，试验线路如图,8-5,所示。用电压表测量端点,A,和,a,之间电压,UAa,和一、二次电压,UAX,和Uax,，如果,UAa,的数值是,UAX,和,Uax,两数值之差，称为,“,减极性,”,，表示,UAX,和,Uax,同相，是,I,、,I12,联结组。如果,UAa,是,UAX,和,Uax,两数值之和，称为,“,加极性,，表示,UAa,的相位差为,1800,，是,I,、,I16,联结组。,二、项目相关知识,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,图,8-5,单相变压器的极性测试,1.,由教师（代表管理方）对员工（学生）进行小型变压器设计与绕制的资信概述：,1,）小型变压器的机构与设计方法；,2,）小型变压器的绕制与测试方法。,2.,由教师（代表管理方）对员工（学生）进行小型变压器绕制的操作展现：,1,）由教师（代表管理方）在电工实训平台上进行小型变压器的设计与绕制操作展示；,2,）由教师（代表管理方）在电工实训平台上对小型变压器进行测试与排故操作展示。,3.,由教师（代表管理方）对员工（学生）进行工作任务的布置与分配，明确“小型变压器的绕制”训练的目的、要求及内容：,三、项目情境,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,项目名称,子项目,内容要求,备注,小型变压器的绕制,小型变压器的绕制,学员按照人数分组训练：,1.,小型变压器的设计与数据记录。,2.,小型变压器的绕组绕制。,3.,小型变压器绕制后的绝缘处理和铁心装配。,小型变压器的故障排除与性能测试,学员按照人数分组训练：,1.,小型变压器的故障分析和排除。,2.,小型变压器的检查与性能测试。,目标要求,会制作小型变压器,实训环境,常用电工工具、绕线机、旧变压器、导线、绝缘材料、交流电压表，交流电流表、功率表、兆欧表,其他,1.,小型变压器的绕制实施。,操作步骤：,1,）记录原始数据,在拆卸铁芯前及拆卸过程中，必须记录下列原始数据，作为制作模芯及骨架、选用线规、绕制绕组和铁芯装配等的依据。,（,1,）铭牌数据：容量；相数；一、二次电压；联结组；绝缘等级等。,（,2,）绕组数据：导线型号、规格；绕组匝数；绕组尺寸；绕组引出线规格及长度；绕组质量等。,测量绕组数据的方法是：测量绕组尺寸；测量绕组层数、每层匝数及总匝数；测量导线直径，应取绕组的长边部分，烧去漆层，用棉纱擦净，对同一根导线应在不同位置测量三次，取其平均值。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,由于绕组的匝数较难取得精确的数据，尤其是线径较小、匝数较多的绕组。如果匝数不正确，修理后变压器的变比就会达不到要求。因此，在重绕修理中，往往要进行匝数计算。简易的匝数计算方法如下：,判断原铁芯截面。可实测原铁芯叠厚及铁柱宽度，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,0.9,。,判断原铁芯磁通密度。小型变压器通常采用,0.35mm,厚的硅钢片作为铁芯，除,C,字形铁芯外，铁芯每平方厘米截面的磁通密度为,1.21.4 T,（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,0.81.2T,）。,C,字形铁芯一般采用单取向冷轧硅钢片制成，能取得较高的磁通密度，一般为,1.51.6T,。重绕修理时，一般取其下限进行匝数计算。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,匝数计算公式,式中,N,为每伏所需的匝数；为电源频率（,Hz,）；,B,为磁通密度（,T,）；,S,为铁芯实际截面积（,cm2,）。,按上式计算的,N,值乘以一次额定电压值所得的积，就是一次绕组的总匝数。对二次绕组还应考虑带负载时电压降所需的补偿，故一般应增加,5,。,（,3,）铁芯数据：铁芯尺寸；硅钢片厚度及片数；铁芯叠压顺序和方法等。,2,）拆卸铁芯,拆卸铁芯前，应先拆除外壳、接线柱和铁芯夹板等附件。不同的铁芯形状有不同的拆卸方法，但其第一步是相同的，即用螺钉旋具把浸漆后黏合在一起的硅钢片插松。,（,1,）不同铁芯形状的拆卸方法和步骤,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,E,字形硅钢片。,a,）先拆横条（轭），用螺钉旋具插松并拆卸两端横条。,b,）拆,E,字形片，用螺钉旋具顶住中柱硅钢片的舌端，再用小锤轻轻敲击，使舌片后推，待推出,3,4mm,后，即可用钢丝钳钳住中柱部位抽出,E,字形片。当拆出,5,6,片后，即可用钢丝钳或手逐片抽出。,F,字形硅钢片。,a,）用螺钉旋具在两侧已插松的硅钢片接口处分别顶开，使被顶硅钢片推出。,b,）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,5,6,片后，即可用钢丝钳或手逐片抽出。,C,字形硅钢片。,a,）拆除夹紧箍后把一端横条夹住在台钳上，用小锤左右轻敲另一端横条，使整个铁芯松动，注意保持骨架和铁芯接口平面的完好。,b,）逐一抽出硅钢片。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,字形硅钢片。,a,）把一端横条夹紧在台钳上，用小锤左右轻敲另一端横条，使整个铁芯松动。,b,）用钢丝钳钳住另一端横条，并向外抽拉硅钢片，即可拆卸。,日字形硅钢片。,先插松第一、二片硅钢片，把铁轭开口一端掀起至绕组骨架上边。,用螺钉旋具插松中柱硅钢片，并以舌端向后推出几毫米，再用钢丝钳抽出硅钢片。当拆出十余片后，即可用钢丝钳或手逐片抽出。,（,2,）拆卸铁芯注意事项,有绕组骨架的铁芯，拆卸铁芯时应细心轻拆，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。,拆卸铁芯过程中，必须用螺钉旋具插松每片硅钢片，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，应先用螺钉旋具插松硅钢片。对于稍紧难抽的硅钢片，可将其钳住后左右摇摆几下，使硅钢片松动，就能方便地抽出。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,拆下的硅钢片应按只叠放、妥善保管，不可散失。如果少了几片，就会影响修理后变压器的质量。,拆卸,C,字形铁芯时，严防跌碰，切不可损伤两半铁芯接口处的平面。否则，就会严重影响修理后变压器的质量。,3,）制作模芯及骨架,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芯和骨架；也可根据铁芯尺寸、绕组数据和绝缘结构，设计和制作模芯和骨架。小型变压器一般都把导线直接绕制在绝缘骨架上，骨架成为绕组与铁芯之间的绝缘结构。导线线径较大的绕组，则采用模芯绕制绕组，并用绝缘材料如醇酸玻璃丝、漆布等包在铁柱上，作为绕组与铁芯之间的绝缘层。为此，模芯及骨架的尺寸必须合适、正确，以保证绕组的原设计要求及绕组与铁芯的装配。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,这里介绍模芯及骨架的计算、制作及其技术要求：,（,1,）模芯,模芯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。,有绕组骨架的模芯。,如图,8-4,所示，尺寸 比铁芯中心柱截面,ab,稍大一些，长度也应比铁芯窗口的高度,h,稍大一些；中心孔直径应与绕线机轴径相配合，一般为,10mm,。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，如采用硬木更佳，因其具有不易变形、使用较久等优点。,无绕组骨架的模芯。,如图,8-6,所示，尺寸 按铁芯中心柱截面,ab,加绝缘层厚度稍大一些，长度应比铁芯窗口的高度,h,稍小一些。中心孔、四个平面和边角的要求与有绕组的模芯相同。其材料一般采用干燥硬木或铝合金，修理时采用干燥硬木为宜。为了使绕制绕组后脱模方便，应在模芯长度 的中间沿,450,方向斜锯，使其成为对半的两块。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,图,8-6,小型变压器的模芯,2,）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。,无框骨架。一般采用弹性纸或钢纸板制成，即纸质无框绕线芯子，如图,8-5,所示。所有弹性纸的厚度根据变压器容量选择，如表,8-4,所示。,无框骨架 的长度应比铁芯窗口高度,h,约小,2mm,左右。无框骨架的边沿应平整、垂直。弹性纸的长度,L,可按下式计算：,按照图,8-7,中虚线用裁纸刀划出浅沟，沿沟痕把弹性纸折成四方形，第面与第面相重叠，用胶水黏合。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,变压器容量,/VA,30,50,100300,400100,弹性纸厚度,/mm,0.5,0.8,1.0,1.5,项目八 小型变压器的,绕制,图,8-7,小型变压器的绕线芯子,（,a,）用弹性纸制作绕线芯子；（,b,）弹性纸尺寸,有框骨架。框架可用钢纸板或层压板制成，如经常修理时，也可采用塑料、酚醛压塑料、尼龙或其他绝缘材料压制而成。图,8-8,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。框架的尺寸 、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。要求框架尺寸与铁芯、绕组配合相符。,4,）绕制绕组,绕组绕制的工艺，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。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,图,8-8,活络框架的结构,（,a,上下边框板；（,b,）、（,c,）夹板（,t,为夹板厚度）；（,d,）框架,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。,（,1,）准备工作,检查模芯及骨架尺寸并将其安装在主轴上。,准备绕线材料和检查导线尺寸。,在骨架上垫好绝缘。,校对计数器，并调至零位。,将导线盘装在搁线架上。,（,2,）绕制步骤,起绕时，在导线引线头上压入一条绝缘带折条，待绕几匝后抽紧起始线头，如图,8-9,（,a,）所示。,绕线时，通常按照一次绕组、静电屏蔽、二次高压绕组、二次低压绕组的顺序，依次叠绕。当二次绕组数较多时每绕好一组后，用万用表测量是否通路，检查有否断线。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,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,8-9,（,b,）所示。,拆下模芯，取出绕组，包扎绝缘，并用胶水或绝缘胶粘牢。,（,3,）绕制工艺要点,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。绝缘材料的选用，必须考虑耐压要求和允许厚度。层间绝缘一般按两倍层间电压的绝缘强度选用，对于,1kV,以下要求不高的变压器也可用电压峰值，即,1.414,倍层间电压选用；铁芯绝缘及绕组间绝缘按对地电压的两倍选用。层间绝缘一般采用电话纸、电缆纸、电容器纸等，要求较高的则采用聚酯薄膜、聚四氟乙烯薄膜或玻璃漆布；绕组对铁芯绝缘及绕组间绝缘一般采用绝缘纸板、玻璃漆布等，要求较高的则采用层压板或云母制品。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,图,8-9,绕组的绕制,（,a,）绕组线头的固紧；（,b,）绕组线尾的固紧,绕组的引出线。当线径等于或大于,0.35mm,时，绕组的引出线可利用原线，如图,8-9,所示绞合后套以绝缘套管。当线径小于,0.35mm,时，应另用多股软线或紫铜皮剪成的焊片作引出线，与导线焊接后套以绝缘套管或用绝缘材料包扎。引出线头从骨架端面预先打好的孔中穿出，以备连接外电路。绕组线头和引出线的连接采用锡焊，其两侧应垫以绝缘材料，以保证线头连接处绝缘可靠。绕线时用后一层的导线将引出线压紧，当绕至最后一层时，可事先将引出线放好，把最后一层导线绕在上面，如图,8-10,所示。,绕线的方法。导线起绕点不可过于靠近无框骨架边沿，应留出一定空间，以免绕线时导线滑出并防止插硅钢片时碰伤导线绝缘；若用有框骨架，导线要靠紧边框板，不必留出空间。绕线时，一手摇动绕线机，另一手把握导线并左右移动。应使导线的移动速度与绕线机的转速相适应，并使导线稍微拉向绕线前进的相反方向约,50,左右，如图,8-11,所示。拉力的大小视导线粗细而定，务必使导线排齐排紧。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,图,8-10,利用原线作引出线,图,8-10,引出线的连接,项目八 小型变压器的,绕制,图,8-11,绕制过程中持线方法,层间绝缘的安放。安放层间绝缘时，必须从骨架所对应的铁芯舌宽面开始安放，如图,8-12,所示。如绕组层数较多，还应在两个舌宽面分别均匀安放，这样可以控制绕组厚度，少占铁芯窗口位置。层间绝缘的宽度应稍长于骨架或模芯的长度，而长度应稍大于骨架或模芯的周长，要求放平、放正和拉紧，两边正好与骨架端面内侧对齐，再围绕绕组一周，使起始处有少量重叠。,静电屏蔽层的安放。电子设备的电源变压器，在一、二次绕组之间置有一层金属材料的静电屏蔽层，以减弱外来电磁场对电路的干扰。静电屏蔽层的材料为纯铜皮（俗称紫铜皮），其宽度应略窄于骨架宽度，长度应略小于绕组一周。屏蔽层上下的绝缘，要求有足够的耐压强度。屏蔽层的两侧均不应贴住骨架框板，两端口处应无毛刺，既要互相交叠（形成封闭的屏蔽层）、又不可直接触及，以免形成短路致使过热烧毁。屏蔽层的接地引出线必须置于绕组的另一侧，不可与绕组的引出线混在一起。静电屏蔽层也可采用较粗的导线排绕一层，一端开路、一端接地，同样能起到屏蔽外界电磁场的作用。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,图,8-12,安放层间绝缘,绕组的抽头。绕组的抽头分中间抽头和中心抽头两种。当变压器有两个或两个以上有电气连接的绕组时，须制作中间抽头。中间抽头的制作方法有三种：,a,）在绕组抽头处焊上引出线，作为抽头。,b,）在绕组抽头处将导线拖长，两股绞在一起作为引出线。,c,）在绕组抽头处将两根导线平行对折作引出线，由于导线弹性较大，弯头处不易靠近，需另加一根玻璃丝带将其固定。,绕组的质量检查。绕组绕制完成后，应进行下列项目检查：,a,）匝数检查。可用匝数试验器检查其匝数或用电桥测量其直流电阻。,b,）尺寸检查。测量绕组各部分的尺寸，要求与设计相符，并保证与铁芯装配。,c,）外观检查。检查绕组引出线有无断线或脱焊，绝缘是否良好及有无机械损伤等。,5,）绝缘处理,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,小型变压器的绕组绕制完成后，为了提高绕组的绝缘强度、耐潮性、耐热性及导热能力，必须经过浸没绝缘漆处理。要求浸漆与烘干严格按绝缘处理工艺进行，以保证绝缘良好、漆膜表面光滑和成为一个结实的整体。小型变压器的绝缘处理有时安排在铁芯装配后进行，其工艺相同，但要求清除铁芯表面残漆，并保证绝缘良好、可靠。主要工序如下：,（,1,）预烘,将绕组放在电热干燥箱中，加热温度为,110,左右，约,34h,。也可采用灯泡干燥法。,（,2,）浸漆,将预烘干燥的绕组取出，放人,1032,三聚氰胺醇酸树脂漆中沉浸约,30min,，一直浸到不冒气泡为止，然后取出绕组滴干余漆。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,（,3,）烘干,将滴干余漆的绕组放在电热干燥箱中，加热温度为,120,左右，约,810h,，待绝缘电阻稳定合格后，即为烘干，也可采用灯泡干燥法烘干。小型变压器绕组的绝缘处理，也可采用电流干燥法烘干，即在绕组绕制过程中，每绕完一层，就涂刷一层较薄的,1032,三聚氰胺醇酸树脂漆，然后垫上绝缘，继续绕下一层，绕组绕完后通电烘干。通电烘干的方法是用一台适当容量的自耦变压器经过交流电流表与欲烘干的变压器的高压绕组串联，而低压绕组短路。逐渐增大自耦变压器的输出电压，使电流达到高压绕组额定电流的,23,倍，绕组通电干燥约需,12h,左右。由于电流干燥法工艺不易掌握、质量较难保证，故一般很少采用。,6,）铁芯装配,小型变压器的铁芯装配，即铁芯镶片，是将规定数量的硅钢片与绕组装配成完整的变压器。铁芯装配的要求是：紧密、整齐，铁芯截面应符合设计要求，以免磁通密度过大致使运行时硅钢片发热并产生振动与噪声。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,（,1,）准备工作,检查硅钢片型号和厚度，要求基本符合设计要求。,检查硅钢片形状和尺寸，要求符合设计要求。,检查硅钢片平整度和毛刺，去除毛刺及剔除不平整的硅钢片。,检查硅钢片表面绝缘和锈蚀，如表面有锈蚀或绝缘不良，则应清除锈蚀及重新涂刷绝缘漆。,检查绕组和准备装配用零件及工具。,（,2,）铁芯装配步骤,在绕组两边，两片两片地交叉对插，插到较紧时，则一片一片地交叉对插。,当绕组中插满硅钢片时，余下大约,1/6,比较难插的紧片，用螺钉旋具撬开硅钢片夹缝插入。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,镶插条形片（横条），按铁芯剩余空隙厚度叠好插进去。,镶片完毕后，将变压器放在平板上，两头用木槌敲打平整，然后用螺钉或夹板固紧铁芯，并将引出线焊到焊片上或连接在接线柱上。,（,3,）铁芯装配工艺要点,硅钢片含硅量的检查。硅钢片含硅量过高，容易碎裂，影响力学性能；含硅量过低，则铁芯导磁性能受到影响，且变压器的损耗将会增大。检查硅钢片的型号，即检查硅钢片的含硅量，可用弯折的方法进行估计。硅钢片含硅量的检查方法：用钳子夹住硅钢片的一角，将其弯成直角时即能折断，含硅为,4,以上；弯成直角后又回复到原状才折断的，含硅量接近,4,；反复弯三、四次才能折断的，含硅量约,3,；硅钢片很软、难于折断的，含硅量为,2,以下。,铁芯的插片。应从绕组骨架的两侧交替插片。镶插紧片时，可用木槌轻轻地敲人。在镶插条形片时，不可直向插片，以免擦伤绕组。当骨架稍小或绕组体积稍大时，切不可强行将硅钢片插入，以免损伤骨架或绕组。可将铁芯中心柱或两个边柱锤紧些或将绕组套在木芯上用木板夹住两侧，在台虎钳上缓慢地将其稍许压扁一些再进行插片。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,抢片与错片的处理。插片时的抢片现象，即两边插片时一层的硅钢片交叉插在另一层的位置上，如继续对硅片进行敲打，则必然损坏硅钢片。因此一旦发现抢片应立即停止敲打，将抢片的硅钢片取出，整理平直后重新插片。否则，这侧硅钢片敲不进去，另一侧的条形片也插不进去。插片时的错位，即硅钢片的位置错开。在安放铁芯时，由于硅钢片的舌片没有和绕组骨架的空腔对准，产生硅钢片的位置错开。这时舌片抵在骨架上，敲打时往往给操作者铁芯已插紧的错觉，如强行将这块硅钢片敲进去，必然损坏骨架或割断导线。为此，如遇硅钢片不易敲人时，应仔细检查原因，待采取相应措施后再进行插片。,铁芯的固紧。用螺钉或夹板固紧铁芯时，其夹紧力应均匀、适当，以免单边夹紧力过大或铁芯中部隆起。引出线与焊片的焊接或与接线柱的连接，可参照图,8-13,所示进行，要求焊接良好、连接可靠。,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,图,8-13,变压器的引出线布置,（,a,）立式变压器；（,b,）卧式变压器；（,c,）夹式变压器,2,小型变压器的故障排除与性能测试演练：,演练步骤：,1,）小型变压器绕组检查。,2,）小型变压器的故障分析与排除。,小型变压器的故障主要是铁芯故障和绕组故障，此外还有装配或绝缘不良等故障。此处介绍小型变压器常见故障的现象、原因与处理方法，如表,8-5,所示。,3,）小型变压器的极性判断和空载试验,四、项目实施,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,故障现象,故障原因,处理方法,电源接通后无电压输出,1.,一次绕组断路或引出线脱焊；,2.,二次绕组断路或引出线脱焊,1.,拆换修理一次绕组或焊牢引出线接头；,2.,拆换修理二次绕组或焊牢引出线接头,温升过高或冒烟,1.,绕组匝间短路或一、二次绕组间短路；,2.,绕组匝间或层间绝缘老化；,3.,铁芯硅钢片间绝缘太差；铁芯叠厚不足；,5.,负载过重,1.,拆换绕组或修理短路部分；,2.,重新绝缘或更换导线重绕；,3.,拆下铁芯，对硅钢片重新涂绝缘漆；,4.,加厚铁芯或重做骨架、重绕绕组；,5.,减轻负载,空载电流偏大,1.,一、二次绕组匝数不足；,2.,一、二次绕组局部匝间短路；,3.,铁芯叠厚不足4.,铁芯质量太差,1.,增加一、二次绕组匝数；,2.,拆开绕组，修理局部短路部分；,3.,加厚铁芯或重做骨架、重绕绕组；,4.,更换或加厚铁芯,项目八 小型变压器的,绕制,运行中噪声过大,1.,铁芯硅钢片未插紧或未压紧；,2.,铁芯硅片不符合设计要求；,3.,负载过重或电源电压过高；,4.,绕组短路,1.,插紧铁芯硅钢片或固紧铁芯；,2.,更换质量较高的同规格硅钢片；,3.,减轻负载或降低电源电压；,4.,查找短路部位，进行修复,二次电压下降,1.,电源电压过低或负载过重；,2.,二次绕组匝间短路或对地,短路；,3.,绕组对地绝缘老化；,4.,绕组受潮,1.,增加电源电压，使其达到额定值或降低负载；,2.,查找短路部位，进行修复；,3.,重新绝缘或更换绕组；,4.,对绕组进行干燥处理,铁芯或底板带电,1.,一次或二次绕组对地短路或一、二次绕组间短路；,2.,绕组对地绝缘老化；,3.,引出线头碰角铁芯或底板；,4.,绕组受潮或底板感应带电,1.,加强对地绝缘或拆换修理绕组；,2.,更新绝缘或更换绕组；,3.,排除引出线头与铁芯或底板的短路点；,4.,对绕组进行干燥处理或将变压器置于环境干燥场合使用,1.,项目实施结果考核：,2.,考核方案设计：,3.,成果汇报或调试。,4.,成果展示（实物或报告）：写出本项目完成报告。,5.,师生互动（学生汇报、教师点评）。,6.,考评组打分。五、项目评价,项目八 小型变压器的,绕制,项目八 小型变压器的,绕制,评分内容,评分标准,配分,得分,记录原始数据,每漏记一项扣,5,分，扣完为止,10,拆卸铁芯,拆卸顺序错误扣,5,分；拆卸损坏铁芯扣,5,分；拆卸铁芯散失扣,5,分,15,绕制绕组,绕制不平整扣,5,分；绕制的绕组尺寸与铁芯不匹配扣,l 0,分；引出线有断线或脱焊扣,10,分；有机械损伤或绝缘不好扣,5,分,30,绝缘处理,绝缘处理工艺不正确一次扣,5,分，扣完为止,10,铁芯装配,铁芯装配步骤不正确扣,10,分；铁芯装配工艺有问题扣,5,分,15,团结协作,小组成员分工协作不明确扣,5,分；成员不积极参与扣,5,分,10安全文明生产,违反安全文明操作规程扣,5-10,分,10,项目成绩合计,开始时间,结束时间,所用时间,评语,项目八 小型变压器的,绕制,评分内容,评分标准,配分,得分,变压器绕组检查与故障排除,绕组通断检查不熟练扣,5,分；绝缘检查不熟练扣,5,分；故障原因分析不清楚每次扣,15,分，两次扣完,40,变压器空载试验,空载电压测量错误扣,5,分；空载电流测量错误扣,5,分；功率表接线错误扣,5,分,15,变压器极性判断,接线错误扣,15,分；判断错误扣,10,分,25,团结协作,小组成员分工协作不明确扣,5,分；成员不积极参与扣,5,分,10,安全文明生产,违反安全文明操作规程扣,5-10,分,10,项目成绩合计,开始时间,结束时间,所用时间,评语,1.,在实训室或实习车间，完成,“,小型三相变压器的绕制与测试,”,项目。,2.,从日常生活中的电子产品或电器产品中识别出其中的变压器模块，并进行相关参数分析，对存在故障的进行故障分析与排除练习。,3.,由教师根据岗位能力需求布置有关,“,思考讨论题,”,。,六、项目拓展,项目八 小型变压器的,绕制,