工频变压器的绕制， 环形变压器绕组的手工绕制

 

1．铁芯的选择      根据自己需要的功率选择合适的铁芯是绕制变压器的第一步。如果铁芯(硅钢片)选用过大，将导致变压器体积增大，成本升高，但铁芯过小，会增大变压器的损耗，同时带负载能力变差。      为了确定铁芯尺寸，首先要算出变压器次级的实际消耗功率，它等于变压器次级各绕组电压、负载电流的乘积之和。如果是全波整流变压器，应以变压器次级电压的1／2计算。次级绕组消耗功率加入变压器本身损耗功率，即为变压器初级视在功率。一般次级绕组功率在10w以下的变压器，其本身损耗可达次级实际消耗功率的30～50％，其效率仅为50～70％。次级绕组功率在30W以下损耗约20～30％，50W以下损耗约15～20％，100w以下损耗约10～15％，100W以上损耗约10％以下，上述损耗参数是关于普通插片式变压器的。如果按照R型变压器、c型变压器、环形变压器的顺序，损耗参数依次减小。      根据上述计算的变压器初级总功率可以选定铁芯。铁芯面积S=a×b（cm2)．如附图所示。变压器视在功率与s的关系用下述经验公式选用：s=K√P1    P1为变压器初级总视在功率，单位为：VA(伏安)，s为应选铁芯截面积，K为一系数，随变压器Pl大小不同选用不同的值。同时考虑到硅钢片之间的绝缘漆、空隙的影响，K与P1关系为：      P1           K值      10VA以下     2～2．2      50VA以下     2～1．5      lOOVA以下   1．5～1．4      2．每伏匝数计算      选定铁芯s以后。再确定每伏匝数，以使绕制的变压器有台理的激磁电流。常用的经验公式为：N=(40～55)/S，N为每伏匝数。      根据不同质量的硅钢片选取系数40～55。比较高级的高硅钢，用眼观察表面有鳞片结晶．且极脆，只弯折1～2次即断裂，断处参差不齐，系数取为40。若硅钢片表面光洁，弯折4～5次仍不易断，断面为整齐直线，系数取50以上。      求出每伏匝数后乘以220V即为初级匝数，乘以次级要求电压数即为次级各绕组匝数。因为导线有电阻，电流流过时会有电压降，求出的次级匝数应增加5～lO％(根据负载电流选择，电流大者可增加较大比例)。   3．导线直径的选择    根据各绕组负载电流的大小，选择不同直径的漆包线。可用下列经验公式求出：      d=O．8√I，      单位：l--A．d(导线直径)--mm。    4．绕制方法及注意事项      由于现在的漆包线绝缘强度大幅度提高，因此对50W以下的小功率变压器大多采用阻燃塑料骨架叠绕法，但必须选用高强度漆包线，且绕制时仍应逐圈排线，严禁大幅度斜跨，以免增大导线间电位差。      对50W以上的变压器，由于每伏匝数减少，导线间电压差较高，最好采取每层垫绝缘纸（O．05mm厚的电缆纸、牛皮纸）的方法，在绕制中应绝对避免上层导线滑入下层。各绕组间绝缘应视绕组电压决定。初次级之间应垫4层以上0．1mm的电缆纸，忌用不干胶胶带。上述叠绕法的小功率变压器，如果次级有两组以上绕组，每组之间也应用两层电缆纸绝缘。如果变压器是用在音响或视听器材中．在多层绕制法中初次级之间应垫入静电屏蔽层。      绕好后．插硅钢片也需注意、必须插紧，以避免产生电磁噪音。无论双E形还是EI形，其端口要紧密接触．宜交叉插，不能有空隙。最后的4～5片可从中间插入，以免损坏线包。然后进行烘干、浸漆。对50W以下的变压器可采取内热法烘干。方法是：将变压器所有次级绕组短路，与60～100W／220V灯泡串联接入市电，使其自动升温。灯泡越大温度越高，但在密闭状态下，使其温度在80度以下较安全。 环形变压器绕组的手工绕制 家用功放机大都采用环形变压器供电。环形变压器有漏磁小、转换效率高、频率响应宽等特点，可以提高功放机音质。如果环形变压器烧坏，又买不到原配型号来替换，那只有采取手工绕制的方法来复制。下面介绍手工绕制的方法。      1．拆除旧绕组      用剪刀将绝缘纸剪破后即露出变压器的次级绕组，次级绕组线径通常较粗，在实际维修中极少见到有烧坏的情况，因其匝数不太多，故可一匝一匝地拆了以便统计匝数。多个次级绕组均可采取类似方法边拆边计匝数。初级绕组线径较细，烧坏的情况较常见。由于初级绕组的匝数多在千匝以上，加之绝缘材料被烧熔后附着于线匝上，若仍采用上述方法来统计匝数，显然是很麻烦的。快速处理方法是：用剪刀沿圆周上中心线将初级统组线圈一层层剪断，然后将剪断的线圈剥离铁心，再数出根数即得总匝数。开剪方法如图所示。      2．对环形铁心进行绝缘处理      环形变压器的铁心通常用优质高导磁率硅钢带卷制而成。当初级线圈烧坏后，浸有绝缘漆的环形铁心的绝缘层同时会不同程度地受损，在重新绕线圈前应进行浸漆处理。方法是：将环形铁心浸在绝缘漆中，数分钟后取出晾干，再在烘箱中烘干。然后在内外圆周上各粘贴一层胶带，再将玻璃纸划成宽约2cm的条状，将铁心包裹卷绕一层，并用双面胶带粘连接头。      3．线梭制作      为了便于手工操作，必须制作一种专用的绕线线棱。笔者设计了一种“工”字形的线梭，如图2所示。它可用塑料薄片或不锈钢薄片加工而成，可取为单股线匝周长的8倍左右，宽度小于环形铁心内径2cm左右。这样的线核不仅穿绕方便，还可减少穿绕次数。显然，漆包线在线梭上绕一圈的长度为单股线匝周长的8×2＝16倍，若采用双线并绕，线梭上每一圈漆包线就可在环形铁心上绕32匝。以影皇AV－228专业功率放大器为例，其环形变压器初级线圈为1068T。双线并绕为534T，因而在线梭上绕534÷I6≈34圈漆包线就够用了。      4．绕制线圈      先绕初级绕组，取和原线径相近的优质高强度漆包线，双线并绕在“工”字形线梭上，圈数满足要求后剪下。将双线头用双面胶粘附在环形铁心的外圆周上，使线梭在环形铁心的内孔中穿绕，如图3所示。一层线圈绕好后，刷上一层绝缘漆（有利于线匝定位及绝缘），并用玻璃纸包上一层，再绕第二层线圈。绕好后，将两线圈的头尾相接使其串联，另两根线头用软皮线焊接引出，并做好绝缘。在初级统组上加一层层间绝缘纸后再绕次级绕组，绕制方法与初级绕组绕法类同。      当所有绕组绕制完毕后，将环形变压器放入恒温箱中烘烤一段时间，以使绝缘漆干燥。再在最外层用一层较厚的绝缘纸包好，环形变压器就制作完成了