变压器基础知识培训教材--原材料

CI8.5 BN
UI9.8 BN
图4
图5
UI，CI主要用来做贴片变压器（逆变器），所用材料与以上的骨架都不相同，且
结构也有较大的差异，多槽，海鸥脚，排线宽度小，骨架壁很薄等特点，如上图5；
RM用得也比较多，主要用来制作通迅变压器或主功率变压器，如下图6；
POT、EP一般用来制作电感或信号转换变压器较多，其磁屏蔽极好，但散热较差，
后表面涂一层或数层绝缘漆，并经加工烘干而成;其最大的特点是漆包膜在300℃以上
時，能于短時間內溶解,便于直接上锡作业.
1。UEW类型：直接焊锡，容易着色，耐温等级有7级，分别为：
90度--Y级
105度--A级
120度--E级
130度--B级
155度--F级
180度--H级
200度--H+级
目前一般最常用的漆包线为130度（B级）类，其漆皮膜厚度分别如下：
2。NiZn(镍锌）： 镍锌是一种高频、宽带铁氧体材料，具有高电阻率、高阻抗、高磁通密度和低损耗 的特点，主要用来制作电源次级侧的输出小电感，工作频率特高，几乎达到几个M或以 上，在电路中起抑制杂迅干扰的作用；居里温度从100到350度不等；常用到的磁芯见 下图所示：
二。变压器工作原理：
变压器是把电能从一个电路传递到另一个电路的静止电磁装置。
初级
ui
磁力线
次级
RL
变压器工作原理图 图中与输入电源相连的为初级绕组，初级绕组流过交变电流，与负载相连的为次 级绕组，产生的电流同样是交变的。
漆包线(WIRE)
一。漆包线类别：
Leabharlann Baidu
聚胺基甲酸脂漆包线是以Polyure thane树脂为主体的油脂为绝缘漆膜,直铜软化
三。漆包线检验：
漆包线在使用时主要检查以下几点： 1。来料颜色有无问题； 2。是否发生氧化现象，比如表面有黑点或发黑等； 3。线轴上铜线有无发生断股或并接； 4。线径有无在要求的测试范围内（测试范围参考供应商提供的规格书）； 5。线径是否粗细均匀一致； 6。漆包线表面有无划伤碰伤或漆包膜破损现象； 7。绕线轴的外圆周有无缺口，这很容易引起划伤漆包膜的现象；
1）。初始磁导率：它是磁性材料的磁导率（B/H）在磁化曲线始端的极限值，我 们常使用到的功率变压器磁芯的初始磁导率都在2300左右，而电感磁芯的初始磁导率 则有不同的等级，有5K，7K，10K，12K甚至15K的(用ui表示）；
2）。饱和磁感应强度：是磁芯磁化到饱和状态的磁通密度（写为Bs),单位为T； 一般功率磁芯的Bs为500mT,而高导磁芯的Bs约为400mT左右（注：T称为特斯拉）；
六。注意事项：
1。在对骨架进行物料确认时，需按供应商承送的规格书来核对骨架实物进行检查； 2。上线时，操作者需按作业指导书上规格核对骨架物料，包括脚位，排距，针距， 安装方式，规格，针长，排线宽度，线槽数目等； 3。在操作中破损的骨架不能使用； 4。绕线时须注意骨架的入轴方向； 5。一般情况下外形相似的骨架可以相互代用，但要经过承认； 6。骨架的存放期一般为15个月左右，时间太久针脚易氧化发黑； 7。合格的骨架不应该存在批锋，毛边，以防挂伤铜线； 8。骨架为易碎品，搬运及制作产品时应小心操作；
四。温度等级：
90度--Y级 105度--A级 120度--E级 130度--B级
155度--F级 180度--H级 200度--H+级 220度--C级 目前一般的骨架材料都能达到B级，即130度的要求；
五。认识骨架脚位：
通常骨架都有一个辨别第一脚的方式： 1。有一个明显的缺口； 2。有数字标识，如1； 3。有一个明显的斜角； 4。1脚对应的骨架顶端有突点或暗号； 5。不明显的用色点或其它方式表示（如EEL19 的1脚与2脚拉开距离）；
四。漆包线存放：
1。一般要求放在干燥，荫凉无暴晒的地方，最佳温度为室温； 2。正使用或不用的漆包线须用线罩或其它物件将其密封保护起来，以防尘；
骨架(BOBBIN)
一。骨架分类：
1。按安装方式分：立式，卧式； 2。按排线的槽位分：单槽，双槽，多槽； 3。按产品的型号来分： 1）。EE，EI，EF，EEL类 2）。EFD，EPC类 3）。EER，ERL，ETD类； 4）。PQ，EQ，LP类 5）。RM，POT类 6）。UU，UF，FT，ET类 7）。UI，CI 类 8）。其它类，如底座，外壳等 以上的种类繁多，一般最常用的是前几种，在进行变压器的设计时需特别要求正 确选择骨架，不仅要考虑它的安装尺寸，输出组数，功率大小以及它的材料成本，材 质。 EE，EI类的骨架最多的是用来做中小型的变压器，它的成本较低，结构简单，便 于生产，但用此骨架做出来的产品相对而言漏感较大，也就是变压器的损耗会大些； 如下图1； EER类骨架也用得较多，特别是在设计较大功率的变压器时，几乎都会考虑此种 骨架，它有一个显著的特点，就是其绕线的窗口面积较大，且绕线中心为圆形，可使 绕线尽可能地多，输出组数也可足够多，同时漏感也不是很大，是一种很理想的主功 率变压器的选择，只是随着功率的增加，其成本也增加明显，同时它还有一个缺点就 是占用面积较大，有些浪费空间，如下图2；
温度较高的产品，如灯饰变压器，交直流马达等；
3。三层绝缘线：分可焊与不可焊两种，耐温等级一般为120度和130度两种，其基本
组成为中心一根铜丝，其外围有三层绝缘层，可承受4500VAC以上的高压，在安规变
压器上面用此铜线最多，可以减除绕组两端的隔带，减少层间胶带的层数；同时还可以
增加初次级之间的耦合程度，减少漏感，减小主变压器体积，使变压器及电源部分更加
小型化。但其价格昂贵，设计时要仔细考虑；
4。其它类：比如胶皮线，丝包线较少使用，一般温度等级在105度或以上；
二。漆包线特点：
1。漆包线的线径越大，长度越短，其直流电阻越小； 2。漆包线有不同颜色可供选择，较常用的是本色，其它色主要用来区分和便于 生产操作，没有其它意义； 3。漆包线直径是指除去漆包膜后的裸线的直径； 4。一般漆包线的直流电阻是在常温常湿的环境下进行测试的； 5。漆包线的漆包膜碰到尖锐的物件或受外力挤压时易受损，故在搬运和使用时要小 心保护，如采用专用的包装箱、生产时用线罩保护、过线用光滑的磁眼油毡布等； 6。漆包线一般存放期限为2年左右，时间过久的漆包线在重新使用时需检测；如果 时间过久超过存放期限，其表面会发生氧化变黑现象，如用超过存放期限的铜线做产 品，极易引起绕组层间或匝间短路现象，严重时会引起火灾或危及人身安全；使用时要 特别小心； 7。一般在使用直径在0.08mm以下的漆包线时，线头须三线扭辩，以防止挂在针脚部 分的引线浸锡时变小变细，最终造成引线头断开甚至打火拉弧现象，进而产生产品不合 格； 8。漆包线随着线径不同，其耐压的要求也不一样，基本上0.3mm的铜线漆包膜可以 承受1500VAC的耐压，所以绕组间为了保证有足够的耐压，需要用绝缘胶带隔离，以防 层间绕组耐压击穿；
如下图7；
1 12
POT BN
EP BN
EFD BN
EPC BN
图6
图7
图8
EFD、EPC骨架自身的高度较一般骨架要低，它适合用来做对高度有限制的变压器，
所做变压器功率都不是很高，如上图8；
二。骨架的材质：
骨架常用到多种材质，各种材质的特点如下： 1。尼龙（NYLON）：白色透明，有一定的吸水性，耐油性强，韧性强，延展性好， 不易碎，但受热易熔化，绕线易变形，耐温通常在 110度左右，防火等级为94V-2或94V -HB,耐电压为27KV/mm，其表面光滑;
可以说，电木是变压器里面用得最多的一种材料，缘于它具备耐高温，不变形， 耐电压能力中等，适合做大中型功率变压器，但易碎是它的一个缺点，不可避免，且 此类材料不能回收再使用；
三。阻燃等级：
常规的骨架材料有以下几种阻燃等级： 94V-0：不能有燃烧物掉下，续燃时间不超过10秒； 94V-1：不能有燃烧物掉下，续燃时间不超过30秒； 94V-2：允许有燃烧物掉下，续燃时间不超过30秒； 94V-HB：非防火等级；
3）。居里温度：它反应出磁芯材料的一个使用环境温度的高低，如果磁芯在超过 居里温度的环境下工作，将会变成顺磁性，不再具备软磁铁氧体的功能，即发生饱和 造成变压器失效，所以居里温度是一个相当重要的参数，一般功率铁氧体的居里温度 大都在210度左右或以上，高导磁芯的居里温度在135度左右；
4）。磁芯损耗，这是磁芯在电路中进行功率交换能力大小的体现，磁损越小，则 磁芯的转换能力越强，电路的输出功率越大，效率越高，所以我们在选择哪一个磁芯 供应商时一定要注意这个重要参数；
二。变压器种类：
按用途可分为： 1。电源变压器：为电子设备提供电源，如整流/隔离/灯丝等变压器； 2。音频变压器：用于音频放大电路及音响设备中，如话筒/线间/匹配等变压器； 3。开关电源变压器：用于开关电源中的变压器，如反激/正激/半桥/正桥等变压 器； 4。特种变压器：主要指具备特殊功能的一些变压器，如电力变压器等； 按工作频率可分为： 1。工频变压器：指工作频率为50或60HZ的变压器，俗称低频变压器； 2。中频变压器：指工作频率为400~1000HZ的变压器； 3。音频变压器：指工作频率在20KHZ以下的变压器； 4。高频变压器：指工作频率在20KHZ以上的变压器； 其分类方法有多种，如按铁芯结构、按相位、按绝缘等级、按升降压方式等；
磁芯(CORE)
一般磁芯的材质决定变压器的使用环境，不同材质的磁芯是不可以代用的，否则 将会影响到变压器的性能，甚至变压器不能工作。
一。磁芯的分类：
以下是按材质的分类 1。MnZn(锰锌）；
锰锌是一种软磁铁氧体，主要用来制作变压器，电感类产品，这里面又分为功率 磁芯和高导磁芯，同时它有几个重要的参数需要了解：
3。PET：一般为黑色，受热易熔化，韧性一般（较尼龙而言略好），易成形，耐温 在130度左右，受热后不易变形（热变形温度246度），防火等级为94V-0，该材质的绝 缘性能比PBT略差，耐电压能力为18kV/mm，其表面不光滑，价格要比PBT贵；
该材料可以用来做高频变压器骨架，电感外壳等，价位略比PBT高； 4。LCP：一般为米黄色，是一种液晶高分子聚合物，是介于PET和电木之间的一种 材料，硬度及韧性均比较好，典型材料如E-4008，其热变形温度为313度，在高温下仍可 具有良好的尺寸稳定性、抗蠕变性以及极低的热膨胀系数和极高的介电性能，在变压器 领域多用于制作SMD变压器，阻燃等级为94V-0，但价格昂贵； 5。电木（PHENOLIC）：一般为黑色，为最常用的一种变压器骨架优质原材料，比 如长春T373J、T375J，住友PM9820、PM9630等，材质较脆易碎，防火等级为94V-0，特 别能耐高温（370度），耐电压能力为10KV/mm左右，表面光滑；
受其以上特点影响，尼龙材料通常用来制作绕线要求不是很高的低频变压器，
或者较为普通的线圈电感， 2。PBT：一般为白色，棕色或米黄色，韧性相对较好，耐温在120度左右，受热后易
变形（热变形温度205度），防火等级为94V-0，该材质的绝缘性能较优秀，其耐电压为 22KV/mm，其表面不光滑；
受其以上特点影响，该材料主要用来制作中小型的线径相对较小的变压器或电 感，同时这类材料的格便宜，易购，制造成本较低，适合大批量生产；
图1
16
8
1
图2
12
6
1
图3
PQ类骨架与同类比较，可以在节省空间的情况下做到相同的功率，它主要靠的是 它的中间柱截面积相对较大，同时它的磁屏蔽效果不错，只是价格较贵，在当今市场 上，它也渐渐地被更多的厂家使用，主要是它的占用空间相对较小的缘故，如上图3；
UU类主要是用来做线性滤波器（即共模电感），选择哪种主要是看安装尺寸以及功 率大小而定，如下图4；
原材料类
Prepared by： Laker Ye
变压器工作原理
一。变压器组成：
变压器主要由骨架、铁芯、漆包线、绝缘胶带（纸）等组成，其中骨架起支撑作 用，铁芯起能量转换桥梁作用，漆包线主要用来做绕组，绝缘胶带则用来对各绕组之间 的绝缘作保证，最简单的变压器应有铁芯和漆包线，缺一不可。
胶带（漆包线） 铁芯（磁芯） 骨架
0UEW
1UEW
2UEW
3UEW
对应GB： QA-3
QA-2
QA-1
QA-0
漆包膜层数:3层
2层
1层
1层（最薄）
工作温度每升高10度，漆包线的使用寿命就减少一半，即漆包线的老化寿命减少
一半；
2。PEW类型：聚脂瓷漆包线是以耐热的Terephthalic Polyester 树脂为主体的油脂为
绝缘漆包膜,分可焊与不可焊两种，耐温等级较高，一般为155度或以上，常用来做环境