变压器试验的方法和注意事项

1.负载和温升试验

把负载电阻接到次级线圈，当输入电压为额定值时，调整负载电阻的大小使次级线圈电流达到额定值，就是直接负荷。对于半波、全波和倍压整流变压器及滤波阻流圈，应按实际使用的整流电路和滤波电路负荷。

变压器的温升可采用点温度计法和热电偶法，还可以采用导线电阻随温度成正比增加的性质，即电阻法测量线圈的平均温升。

2.极性试验

变压器极性表示铁芯中磁通变化时，某一瞬间线圈两端感应电压的方向，两线圈感应电压符号相同的端子称为同极性端，而符号相反的端子叫反极性端。绕组之间的相对极性可用示波器比较输入和输出波形的相位来观测。

3.变压器的安全性试验

安全性试验包含下列内容：绝缘电阻、抗电强度、感应电压试验、短路试验、电涌试验、阻燃性试验等。

1.工作任务与分析

某数控开关电源用高频变压器，开关工作频率40 kz，功率约200 W，输出电压＋5 V，20 A；输出电压＋24 V，2 A；输出＋15 V，1.5 A；输出-15 V，1.5 A。该开关电源变压器标称功率PT为200 W，查阅铁氧体磁芯手册，选EE55磁芯。变压器的效率η约为65%，最大磁感应强度Bm（GS）一般取1500 GS，即工作磁通密度取三分之一饱和磁通密度。窗口的铜填充系数Km取值为0.4。磁芯填充系数KC，对于铁氧体磁芯取值为1.0，绕组的电流密度δ取2.0 A/mm2。

将参数代入以下公式：

EE55磁芯中心柱截面积Ae＝3.515 mm2，骨架可绕线窗口面积AQ＝3.9 cm2，根据公式计算：

AP＝Ae×AQ＝13.76

可见采用EE55磁芯，其功率容量足够大，满足变压器功率要求。

按下式计算5 V原边绕组匝数：

NP取整数40匝。

计算5 V次边电压：

uoP＝uo＋uD＋uL＝（5＋5×10%＋1.2＋0.2）V＝6.9 V

半桥电源变压器的原边与副边5 V绕组匝数比：

原边绕组匝数再增加20%，则副边5 V绕组匝数NS＝＝3匝。

经计算，24 V绕组取整数20匝，±15 V绕组取整数10匝。

2.安装制作与检测

（1）准备变压器绕线机、剪刀、剥线钳、烙铁、万用表等工具。

（2）查阅骨架等绕制材料信息，根据骨架尺寸、初次级圈数、漆包线外径、气隙大小、绝缘要求等确定初级线圈层数、次级线圈层数等，选取合适骨架型号。

（3）准备材料：PQ40、铜皮40 mm×0.1 mm2块、0.53线×2并绕、黄纳稠、聚四氟乙烯薄膜、高温带等。

（4）绕制。

①用锉刀将铜皮边缘的毛刺去除，准备好宽度比铜皮略宽且长度适当的聚四氟乙烯薄膜。

②将绝缘薄膜绕骨架底部一圈，用胶带固定。先用处理过的铜皮绕次级5 V线圈，如图5-8所示。

③用黄纳稠绝缘薄膜绕层间绝缘一圈，用胶带固定。然后绕制初级线圈20 T。

④用黄纳稠绝缘材料绕层间绝缘一圈，用胶带固定，然后双股并绕次级±15 V绕组。

⑤用黄纳稠绝缘材料绕层间绝缘一圈，用胶带固定，然后绕制次级24 V绕组。

⑥用黄纳稠绝缘材料绕层间绝缘一圈，用胶带固定，然后绕制初级线圈另外20 T。

⑦在绕制好变压器最外端，用黄纳稠绝缘材料绕层间绝缘一圈，并用胶带固定，完成绕制的变压器实物如图5-9所示。

图5-8　次级5 V绕组

图5-9　完成绕制的变压器实物图(www.xing528.com)

（5）检测。

使用电感表测量各绕组电感量，其参考电感值如下（误差值±10%）：原边绕组4 mH；24 V绕组对中心抽头分别为0.5 mH、0.5 mH；15 V绕组对中心抽头分别为0.26 mH、0.26 mH；5 V绕组对中心抽头分别为0.033 mH、0.033 mH。

1.变压器由初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）等组成。

2.变压器根据用途、工作频率、绕组数目、相数等有不同的分类方法。

3.常用磁性材料有热轧电工硅钢板、冷轧电工硅钢带、精密合金、铁铝合金、非晶软磁合金及铁氧体等。

4.电子变压器常用导线有聚酯漆包线、单丝漆包线、漆包圆铜线、丝包圆铜线等。

5.电子变压器常用绝缘材料有电缆纸、油性漆稠、聚酯薄膜、环氧酚醛玻璃布板、酚醛布板等。

6.常用绝缘漆有氨基绝缘漆、环氧酯绝缘漆、聚酯绝缘漆等。

7.变压器由线圈、铁芯（磁芯）和骨架等组成，接电源线圈一般称初级线圈，其余称为次级线圈。

8.常用变压器参数测量有空载特性、直流电阻、变压比、漏电感、输入阻抗、绕组间绝缘电阻、效率及功率因数测量等。

9.常用变压器试验有负载和温升试验、极性试验、变压器安全性试验等。

一、填空题

1.变压器有________、________、________、________等不同的分类方法。

2.常用磁性材料有________、________、________、________、________等。

3.常用纸类、纤维类和薄膜类绝缘材料有________、________、________等。

4.常用变压器的参数测量有________、________、________、________、________等。

5.常用变压器的试验有________、________、________等。

二、选择题

1.变压器电压比与匝数比的关系为（　）。

A.成正比　B.成反比　C.不成比例　D.其他

2.磁芯工作磁通密度取饱和磁通密度比例为（　）。

A.　B.＞　C.　D.2倍

3.当变压器磁芯选定，其绕组圈数与变压器工作频率关系为（　）。

A.成正比　B.成反比　C.不成比例　D.其他

4.漆包线外径越大，变压器绕组线圈通过的电流（　）。

A.越大　B.越小　C.不变　D.其他

三、计算题

1.已知某磁芯电感系数为260×10-9，绕制电感线圈匝数为150匝时，其电感量为多少？

2.请计算EE42磁芯中心柱截面积Ae及骨架可绕线窗口面积AQ并运用功率容量乘积公式计算AP＝Ae×AQ？

3.由公式计算变压器初次级线圈匝数：

本题中，变压器标称功率Po为250 W，最大磁感应强度Bm为1500（GS），变压器的效率η取0.85，变压器的开关频率f为25 kHz，绕组的电流密度δ取2.0 A/mm2，窗口的铜填充系数Km取值为0.4，铁氧体磁芯填充系数Kc取值为1.0。

四、问答题

1.常用电子变压器绝缘材料有哪些？

2.请叙述变压器绕制的步骤。

3.制作完成的变压器要进行哪些参数测量？

4.制作完成的变压器要进行哪些项目的试验？