电机与变压器
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任务5 小型单相变压器的制作

实操训练

小型单相变压器的制作分设计制作和重绕修理制作两种,无论哪种,其绕制工艺都是相同的。下面学习设计制作方式的变压器绕制。

一、训练目的

制作小型电源变压器一台,掌握小型变压器的制作工艺,并对该变压器进行检测。

二、实训器材

漆包线、青稞纸、绝缘纸、电源线一条、接线座一只、变压器绝缘漆、电工胶布、手摇式绕线机、剪钳、一字螺丝刀、电烙铁、万用表等,如图1-38所示。

图1-38 实训所用器材

三、实施过程及步骤

1.制作变压器骨架

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。在绕制变压器绕组前,应根据铁心尺寸、绕组数据和绝缘结构,制作模心和骨架。模心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心的装配。模心如图1-39所示,模心中间沿轴线方向钻有供绕线机转轴穿过的孔。

图1-39 模心尺寸图

小型变压器的骨架可分为无框骨架和有框骨架两种。大多数小型变压器及电压较高的变压器都采用有框骨架。框架可用红钢纸、层压板或青稞纸制成,如图1-40所示。如经常修理,也可采用塑料、酚醛压塑料、尼龙或其他绝缘材料压制而成,如图1-41所示。

图1-40 青稞纸制作的骨架

图1-41 塑料压制而成的骨架

图1-40所示为活络骨架的结构,骨架的两端有两块边框板支柱,四侧采用两种形状的夹板,拼合成一个完整的骨架。骨架的尺寸与铁心、绕组配合相符。

活络骨架的制作方法如下。

(1)立柱制作。先把青稞纸按所需尺寸(如图1-42所示)剪成如图1-43所示的形状,在每个折痕处用小刀划一条深度为纸板厚度1/3的槽。内孔成矩形的骨架立柱,矩形的尺寸应保证比铁心横截面积略大,以铁心刚好能插入为宜。

图1-42 立柱尺寸

图1-43 立柱形状

(2)挡板制作。参照图1-44所示的尺寸下料,中间方孔四周用小刀划成深度为纸板厚度1/3的槽,再将两条对角线划穿,然后折成四个等腰三角形。若这四个等腰三角形底线处纸板太厚,制成骨架后影响铁心窗口面积,可将纸板揭去一层。制成的挡板如图1-45所示。

图1-44 挡板尺寸

图1-45 挡板形状

(3)组合骨架。将立柱插入挡板的方孔,立柱挡耳从方孔中穿出卡住两端挡板,也可用胶水将结合部粘牢。制作的骨架如图1-46、图1-47所示。

图1-46 骨架三维图

图1-47 骨架实物图

2.绕制变压器

(1)利用公式进行相应的计算,如下:

每伏匝数=55/铁心截面积

一次线圈匝数n1=220×每伏匝数

二次线圈匝数n2=变压比×每伏匝数×1.05

二次线圈匝数计算中的1.05是考虑有负荷时的压降,经过计算一次线圈绕1140圈,两个二次线圈分别为62圈。

(2)漆包线的选择。一次绕组线径为0.23mm,二次绕组线径为0.77mm,如图1-48所示。

图1-48 绕制所用材料

(3)绝缘纸的选择。层间绝缘应用0.08mm厚的牛皮纸,外层绝缘应用0.25mm厚的青稞纸,如图1-48所示。

(4)骨架的选择。小型变压器制作选用有框骨架,为绕线方便,选择由塑料压制而成的骨架,如图1-48所示。

(5)用四颗螺丝钉将绕线机固定在工作台上,如图1-49所示。

图1-49 将手摇式绕线机固定在工作台面上

(6)确定一次绕组、二次绕组的匝数,如图1-50所示。本实训一次绕组为1140匝,两层二次绕组均为62匝。

图1-50 确定一次、二次绕组的匝数

(7)将骨架套在模心上,穿进绕线机的轴上,并用两块小木板将骨架固定在绕线机的轴上,如图1-51所示。注意要将骨架夹紧,同时保持骨架不变形。

图1-51 固定变压器骨架

(8)将绕线机上的转数盘调零,如图1-52所示。

图1-52 将绕线机的转数盘调零

(9)起绕。首先在骨架上包一层绝缘牛皮纸,如图1-53所示。然后将漆包线的一端套上绝缘套管,作为引线卡在骨架上,如图1-54所示。

图1-53 骨架中间包一层绝缘纸

图1-54 开始绕线

(10)绕线。导线要一层层地绕制,要求整齐、紧密,不允许叠线。绕线时,将漆包线稍微拉向前进的反方向约5°,拉线的手顺绕线前进的方向移动,拉力大小应根据漆包线的粗细而定,如图1-55所示。

图1-55 绕线过程

(11)线尾的固定。绕制过程中,注意观察转数盘,达到1140匝时,停止转动。将漆包线剪断,并套上绝缘套管,作为引线固定在骨架上,如图1-56所示。

图1-56 一次绕组绕制完成

(12)在一次绕组外围包一层绝缘纸。用同样的方法绕制二次绕组,如图1-57~图1-61所示。绕制好后,在外层包一层绝缘青稞纸,如图1-62所示。

图1-57 一次绕组外围包一层绝缘纸

图1-58 绕首层二次绕组

图1-59 首层二次绕组完成

图1-60 包一层绝缘纸

图1-61 绕第二层二次绕组

图1-62 包一层绝缘纸

(13)装铁心片。先安装E形铁心片,如图1-63所示。然后逐层安装I形铁心片,如图1-64所示。具体方法见变压器的拆卸与安装实训项目。

图1-63 安装E形铁心片

图1-64 安装I形铁心片

(14)刮掉引线端子上的绝缘漆,并上一层焊锡,如图1-65、图1-66所示。

图1-65 刮掉绕组端头上的漆

图1-66 绕组端头上加焊锡

3.变压器的检测

如图1-67所示,变压器一次绕组与二次绕组之间的电阻为____________,一次绕组与铁心之间的电阻为____________。二次绕组与铁心之间的电阻为____________。测量一次绕组与二次绕组之间的绝缘电阻为____________,一次绕组与铁心之间的绝缘电阻为____________。二次绕组与铁心之间的绝缘电阻为____________。此变压器的绝缘性____________(是、否)符合标准。通电,测量二次绕组输出电压是____________。空载电流是____________。此变压器的变压比____________(是、否)符合设计要求。

图1-67 用万用表测量绕组电阻