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電源變壓器

電源變壓器作為一種主要的軟磁電磁元件,在電源技術(shù)中和電力電子技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用,電源變壓器的功能是功率傳送、電壓變換和絕緣隔離。
電源變壓器
電源變壓器簡介
根據(jù)傳送功率的大小,電源變壓器可以分為幾檔:10kVA以上為大功率,10kVA~0.5kVA為中功率,0.5kVA~25VA為小功率,25VA以下為微功率。傳送功率不同,電源變壓器的設(shè)計也不一樣,應(yīng)當(dāng)是不言而喻的。有人根據(jù)它的主要功能是功率傳送,把英文名稱“Power Transformers”譯成“功率變壓器”,在許多文獻(xiàn)資料中仍然在使用。究竟是叫“電源變壓器”,還是叫“功率變壓器”好呢?有待于科技術(shù)語方面的權(quán)威機(jī)構(gòu)來選擇決定。
電源變壓器分類及特點
一般常用電源變壓器的分類可歸納如下:
  (1)按相數(shù)分:
  (1)單相電源變壓器:用于單相負(fù)荷和三相電源變壓器組。
  (2)三相電源變壓器:用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。
  (2)按冷卻方式分:
  (1)干式電源變壓器:依靠空氣對流進(jìn)行冷卻,一般用于局部照明、電子線路等小容量電源變壓器。
  (2)油浸式電源變壓器:依靠油作冷卻介質(zhì)、如油浸自冷、油浸風(fēng)冷、油浸水冷、強(qiáng)迫油循環(huán)等。
  (3)按用途分:
  (1)電力變壓器:用于輸配電系統(tǒng)的升、降電壓。
  (2)儀用變壓器:如電壓互感器、電流互感器、用于測量儀表和繼電保護(hù)裝置。
  (3)試驗變壓器:能產(chǎn)生高壓,對電氣設(shè)備進(jìn)行高壓試驗。
(4)特種變壓器:如電爐變壓器;  
(4)按繞組形式分:
  (1)雙繞組變壓器:用于連接電力系統(tǒng)中的兩個電壓等級。
  (2)三繞組變壓器:一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中,連接三個電壓等級。
  (3)自耦變電器:用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。
  (5)按鐵芯形式分:
  (1)芯式變壓器:用于高壓的電力變壓器。
  (2)非晶合金變壓器:非晶合金鐵芯變壓器是用新型導(dǎo)磁材料,空載電流下降約80[%],是目前節(jié)能效果較理想的配電變 壓器,特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)和發(fā)展中地區(qū)等負(fù)載率較低的地方。
  (3)殼式變壓器:用于大電流的特殊變壓器,如電爐變壓器、電焊變壓器;或用于電子儀器及電視;
電源變壓器制作材料
要繞制一個電源變壓器我們必須對與電源變壓器有關(guān)的材料要有一定的認(rèn)識,為此這里我就介紹一下這方面的知識。 
1、鐵芯材料
  電源變壓器使用的鐵芯材料主要有鐵片、低硅片,高硅片,的鋼片中加入硅能降低鋼片的導(dǎo)電性,增加電阻率,它可減少渦流,使其損耗減少。我們通常稱為加了硅的鋼片為硅鋼片,電源變壓器的質(zhì)量所用的硅鋼片的質(zhì)量有很大的關(guān)系,硅鋼片的質(zhì)量通常用磁通密度B來表示,一般黑鐵片的B值為6000-8000、低硅片為9000-11000,高硅片為12000-16000,
  2、繞制電源變壓器通常用的材料
  漆包線,紗包線,絲包線,最常用的漆包線。對于導(dǎo)線的要求,是導(dǎo)電性能好,絕緣漆層有足夠耐熱性能,并且要有一定的耐腐蝕能力。一般情況下最好用QZ型號的高強(qiáng)度的聚脂漆包線。
  3、絕緣材料
  在繞制變壓器中,線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離,均要使用絕緣材料,一般的電源變壓器框架材料可用酚醛紙板制作,層間可用聚脂薄膜或電話紙作隔離,繞阻間可用黃臘布作隔離。
  4、浸漬材料
  電源變壓器繞制好后,還要過最后一道工序,就是浸漬絕緣漆,它能增強(qiáng)電源變壓器的機(jī)械強(qiáng)度、提高絕緣性能、延長使用壽命,一般情況下,可采用甲酚清漆作為浸漬材料。
電源變壓器的檢測方法
A、通過觀察變壓器的外貌來檢查其是否有明顯異常現(xiàn)象。如線圈引線是否斷裂,脫焊,絕緣材料是否有燒焦痕跡,鐵芯緊固螺桿是否有松動,硅鋼片有無銹蝕,繞組線圈是否有外露等。
  B、絕緣性測試。用萬用表R×10k擋分別測量鐵芯與初級,初級與各次級、鐵芯與各次級、靜電屏蔽層與衩次級、次級各繞組間的電阻值,萬用表指針均應(yīng)指在無窮大位置不動。否則,說明變壓器絕緣性能不良。
  C、線圈通斷的檢測。將萬用表置于R×1擋,測試中,若某個繞組的電阻值為無窮大,則說明此繞組有斷路性故障。
  D、判別初、次級線圈。電源變壓器初級引腳和次級引腳一般都是分別從兩側(cè)引出的,并且初級繞組多標(biāo)有220V字樣,次級繞組則標(biāo)出額定電壓值,如15V、24V、35V等。再根據(jù)這些標(biāo)記進(jìn)行識別。
  E、空載電流的檢測。
  (1)直接測量法。將次級所有繞組全部開路,把萬用表置于交流電流擋(500mA,串入初級繞組。當(dāng)初級繞組的插頭插入220V交流市電時,萬用表所指示的便是空載電流值。此值不應(yīng)大于變壓器滿載電流的10%~20%。一般常見電子設(shè)備電源變壓器的正常空載電流應(yīng)在100mA左右。如果超出太多,則說明變壓器有短路性故障。
  (2)間接測量法。在變壓器的初級繞組中串聯(lián)一個10?/5W的電阻,次級仍全部空載。把萬用表撥至交流電壓擋。加電后,用兩表筆測出電阻R兩端的電壓降U,然后用歐姆定律算出空載電流I空,即I空=U/R。
  F、空載電壓的檢測。將電源變壓器的初級接220V市電,用萬用表交流電壓接依次測出各繞組的空載電壓值(U21、U22、U23、U24)應(yīng)符合要求值,允許誤差范圍一般為:高壓繞組≤±10%,低壓繞組≤±5%,帶中心抽頭的兩組對稱繞組的電壓差應(yīng)≤±2%。
  G、一般小功率電源變壓器允許溫升為40℃~50℃,如果所用絕緣材料質(zhì)量較好,允許溫升還可提高。
  H、檢測判別各繞組的同名端。在使用電源變壓器時,有時為了得到所需的次級電壓,可將兩個或多個次級繞組串聯(lián)起來使用。采用串聯(lián)法使用電源變壓器時,參加串聯(lián)的各繞組的同名端必須正確連接,不能搞錯。否則,變壓器不能正常工作。I.電源變壓器短路性故障的綜合檢測判別。電源變壓器發(fā)生短路性故障后的主要癥狀是發(fā)熱嚴(yán)重和次級繞組輸出電壓失常。通常,線圈內(nèi)部匝間短路點越多,短路電流就越大,而變壓器發(fā)熱就越嚴(yán)重。檢測判斷電源變壓器是否有短路性故障的簡單方法是測量空載電流(測試方法前面已經(jīng)介紹)。存在短路故障的變壓器,其空載電流值將遠(yuǎn)大于滿載電流的10%。當(dāng)短路嚴(yán)重時,變壓器在空載加電后幾十秒鐘之內(nèi)便會迅速發(fā)熱,用手觸摸鐵芯會有燙手的感覺。此時不用測量空載電流便可斷定變壓器有短路點存在。
環(huán)型、EI型、R型、C型幾種電源變壓器比較
它們各有其優(yōu)缺點而不存在誰最好之說,所以嚴(yán)格來講哪一種電源變壓器都可以做得最好。從結(jié)構(gòu)上來講,環(huán)型能夠做到漏磁最小,但聲音聽感方面EI型則可以把中頻密度感做得更好一些。單就磁飽和而言,EI型要比環(huán)型強(qiáng),但在效率上則環(huán)型又優(yōu)于EI型。盡管如此,其問題的關(guān)鍵還是在于你能不能揚(yáng)長避短而將它們各自的優(yōu)點充分發(fā)揮出來,而這才是做好電源變壓器的最根本。
  目前的進(jìn)口放大器中,環(huán)型電源變壓器的應(yīng)用仍然是主流,這基本說明了一個問題。發(fā)燒友對電源變壓器的評價要客觀公正,你不能拿一個沒做好的東西作參考而說它不好。有人說環(huán)型電源變壓器容易磁飽和,那你為什么不去想辦法把它做到不容易磁飽和?而原本通過技術(shù)手段是可以做到這一點的。不下足功夫或者一味地為了省成本,那它當(dāng)然就容易磁飽和了。同理,只要你認(rèn)真制作,EI型電源變壓器的效率也是能做到很高的。
  電源變壓器的品質(zhì)好壞對聲音的影響很大,因為電源變壓器的傳輸能量與鐵芯、線圈密切關(guān)聯(lián),其傳遞速率對聲音的影響起決定性作用。像EI型電源變壓器,人們通常覺得它的中頻比較厚,高頻則比較纖細(xì),為什么呢?因為它的傳輸速度相對比較慢。而環(huán)型呢?低頻比較猛,中高頻則又稍弱一點,為什么?因為它傳輸速度比較快,但是如果通過有效的結(jié)構(gòu)改變,你就可以把環(huán)型和EI型都做得非常完美,所以關(guān)鍵還是要看你怎么做。
  不過至少可以肯定一點的是,R型電源變壓器不是太容易做好。用它來做小電流的前級功放和CD唱機(jī)電源還可以,如果用來做后級功放的電源,則有比較嚴(yán)重的缺陷。因為R型電源變壓器本身的結(jié)構(gòu)形式不太容易改變,而環(huán)型和EI型則相對容易通過改變結(jié)構(gòu)來達(dá)到靚聲目的。采用R型電源變壓器制作的功率放大器電源,通常聲音很板結(jié)而匱乏靈氣,低頻往往沒有彈跳力而顯得較硬。
  • 德國karasch變壓器和karasch環(huán)形變壓器

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