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变压器制造材料
来源: | 作者:admin | 发布时间: 4441天前 | 2345 次浏览 | 分享到:

第一节、漆包线（WIRE）

1、术语定义

1.1        漆包线：具有漆膜绝缘（层）的电线，主要用作绕组线。

1.2        规格：指漆包线导体的标称直径，即裸铜直径。以mm为计量单位；统一规定为小数点后保留三位有效数字，如1.000mm或者0.125mm。

1.3        型号：漆包铜圆绕组线代号为Q（国标）

          按绝缘材料特征分：

          油性类漆Y      聚酯类漆Z       改性聚酯漆Z（G）

          缩醛类漆Q      聚氨酯类漆A     聚酰胺类漆X

          聚酰亚胺类漆Y       环氧类漆H

          按漆膜厚度表示方法：

          -1薄漆膜       -2厚漆膜      -3特厚漆膜

          热级表示方法：“/XXX”

           例: 130℃级厚漆厚聚酯漆包线: QZ-2/130

              130℃级薄漆厚聚酯漆包线: QA-1/130

2、漆包线的检验项目分类（IEC标准）

2.1 尺寸：最小漆膜厚度、最大外径、导体公差、导体R值。

2.2 机械性能：伸长率、回弹性、柔韧性和附着性（圆棒卷线、拉伸、急拉、剥离）

耐刮、热粘合和溶剂粘合。

2.3        化学性能：耐溶剂、耐冷性、焊锡性、耐油性。

2.4        电性能：电阻、击穿电压、针孔及绝缘连续性、介质损耗系数。

2.5        热性能：热冲击、软化击穿、热失重、高温失效、温度指数。

3、漆包线检查项目对使用中的作用和意义：

3.1 击穿电压试验：是一切品种漆包线必须检测的项目，所有使用漆包线的电器产品都要通电后才能启动作功，如果漆包线的绝缘层不能耐受一定的电压和电流则该电器产品之绕组击穿短路即不能继续使用，根据漆包线品种、规格、用途的不同电压击穿值也不同，一般线径越粗漆膜越厚电压击穿值就高，线径越细，漆膜越薄电压击穿值就低，测试电压击穿0.10mm及以下规格采用圆棒法;0.11mm~2.50mm采用扭绞法,2.5mm以上采用铝箔法。

3.2 软化击穿试验主要是检测漆包线在热状下漆膜的软化性，漆包线在电机绕组中通电工作后由于导体电阻原因会使绕组发热，同时由于热膨胀，线间产生一定压力，而这项试验即通电，又加温同时又加一定负荷正是漆包线在工作状态下的模拟试验，对漆包线的使用寿命的安全性具有重要意义，软化击穿试验的定温法，升温法二种，我国及IEC采用定温法，日本、美国采用升温法。

3.3 回弹性试验：检查0.05mm~1.6mm漆包线的回弹性，以漆包线在仪器上回弹角的度数表示，主要检查漆包线的软硬度。漆包线的柔软度对电机、电器绕组的成型性，槽满率起重要作用，一般生产厂绕线工序或嵌线工序反映漆包线“好用”、“不好用”实际上是漆包线的“软”和“硬”所造成的。在试验中回弹度数越小则漆包线越软，反之则硬。

3.4 急拉断试验：检查1.00mm及以下漆包线漆膜和导体之间的附着性能，在一般的情况下，漆膜会牢固的附着于导体的表面，但由于铜导体的表面氧化，油污、绝缘漆性能不良或漆包线生产工艺的不合理会造成附着力下降甚至在急拉后，漆膜会破裂或脱落，这样整个漆包线的电性能、热性能、化学性能等均会随之下降；甚至不合格，急拉断试验是在一定长度下以每秒4米的速度拉断观测其漆膜是否脱落或破裂。

3.5 剥离试验：检测1.00mm及以上规格漆包线漆膜的附着性能，将一定长度的漆包线放在试验仪器上用刮刀将二面漆膜刮掉，然后轴向扭转，观察其漆膜破离、脱落时的转数，转数越多越好。

3.6 刮漆试验：对0.25mm及以上漆包线强度进行的试验，中国、IEC采用单项刮漆，日本、美国采用双向刮漆，用户在绕线圈过程中达到一定容积内规定圈数和一定的线圈形状在胎具和放线中间需加一定张力，往往采取一个夹具，如果漆膜硬度不够，则会使表面损伤破坏漆膜绝缘。测试漆膜强度是用一根细的钢丝上加一定负荷的漆包线平行面上进行单向或双向运动，单项刮漆是在一定负荷乘以杆捍指数的数值不刮穿为合格。

3.7 热冲击试验：试验漆包线漆膜的耐热击性，漆包线用于电机绕组，当电机带电负荷运转时会经常遇到机械故障，带来外界阻力，此时电机会超负荷运转，电流会突然增大、温升上升，另电机在带负荷起动时或需连续正反转的状态下电流会增大几倍，在上述情况下需漆包线能耐受短时间的大电流高温情况下绝缘不被击穿的能力。检测热冲击的方法是将漆包线按标准规定的直径将线绕成线圈，然后放入按标准规定温度的烘箱内一定时间取出，冷却，观察漆膜是否破裂。

3.8 漆膜连续性试验：漆包线用于电器绕组每个线圈需要几十米至几千米不等，在大长度下，如果漆膜在某一段出现缺陷造成短路，整个线圈就会烧毁乃至整机损坏，特别是较细规格的漆包线要求漆膜的绝缘的较好的连续性。此项试验是将漆包线导体通一电极一电极中间通过几个滑轮为另一电极施加一定电压在一定速度下行走，在规定的长度内不超过几个击穿点为合格，此项试验规格为0.05-1.6mm.

3.9 耐溶剂试验：漆包线绕制线圈后一般要经过浸漆工序，而浸漆中含有大量化学溶剂，为了保证在浸漆，烘干过程中漆膜不被腐蚀破坏所以要求漆包线膜要有一定的耐溶性能。试验方法是采用标准规定的溶剂混合后将漆包线放入溶剂中在水浴中加热至60℃保持30分钟后取出，在规定时间内削成一定角度的铅笔进行刮削，在一定H值不刮破为合格。

3.10 焊锡试验：专门对焊性漆包线如聚氨酯漆包线的可焊性能试验，其试验方法是将锡和铅比63：37溶化在一容器内温度为375℃±5℃，试验时将线样垂直插入，其时间随规格而不同，取出后其焊锡部份表面应平滑，无针孔及漆膜残渣为合格。

3.11 针孔试验：截取长度为6M之试料，5M试料以不弯曲，不加长状态，浸渍入加适量（3%）酚汰酒精溶液约0.2%的食盐水所形成的混合溶液中，以溶液为正极，试料为负极，施加12V直流电压1分钟，检查所发生的针孔数应符合该种线的标准数，允收针孔数： 0种（2个），1种（5个），2种（8个），3种（12个）MAX。

3.12 绝缘破坏试验（耐压机）

取50CM试料1根折叠后互绞，绞纹长12CM，剪掉两端漆包膜，于两端间施加50HZ或60HZ的交流电压，以500V/S之速度均匀上升，在规定范围内不得有击穿现象。

 

 

 

 

 

 

 

 

3.13 验项目与试验方法对照表：

序

号

项目名称

试

验

试验方法

序

号

项目名称

试

验

试验方法

1

尺寸

T.S

GB4074.2

13

耐冷冻剂

T.S

GB1074.28.29.30

2

电阻

″

GB4048.2

14

焊锡性

″

GB1074.26

3

伸长率

″

GB4074.3

15

热粘合性

″

GB1074.27

4

回弹性

″

GB4074.4

16

介质损失角正切

″

GB1074.22

5

柔韧性和附着性

″

GB4074.3.6.8.9

17

耐含水变压器油

T.S

GB1074.23

6

热冲击

T.S

GB4074.11

18

失重

″

GB1074.24

7

软化击穿

″

GB4074.13

19

高温失效

″

GB1074.25

8

刮漆

″

GB4074.14

20

盐水针孔

″

JIS3003.6

9

耐溶剂

″

GB4074.16

21

拉伸盐水针孔

″

SJ3157-88

10

电压击穿

″

GB4074.17

 

 

 

 

11

漆膜连续性

″

GB4074.20

 

 

 

 

12

耐热性

T

GB4074.21

 

 

 

 

4、其它线种

4.1 李支线（绞合线）（LITZ）（STRAND  WIRE多股绞线）按一定比例股数和绕距绞合在一起的漆包铜线称为李支线。

4.2 丝包线（USTC）

多股线外加丝线被覆或多股线中加一条丝线，以增加强度，而不易被接断。

4.3 三重绝缘线

此为日本古河电工开发出来的一种三层绝缘漆包线，它的漆包厚度是一般线的3-5倍，可以承受较高的绝缘试验电压，所以绕制变压器时，可以不包层间绝缘胶带。

4.4       PVC线（PVC  NSULATED  WIRE）等级及特性如下表：

 

 

 

 

UL  TYLE  NO

耐压(V)

耐温(℃)

CSA  TYPE

耐压(V)

耐温(℃)

1007

300

80

TR-64

300

90

1015

600

105

TEW

600

105

1061

300

80

AWN

300

80

1354

30

80

 

 

 

1365

300

60

 

 

 

1569

300

105

 

 

 

1571

30

80

 

 

 

1617

600

105

AWN

600

105

1618

300

80

 

 

 

1672

300

105

 

 

 

1792

30

80

 

 

 

2084

300

80

 

 

 

2096

300

80

 

 

 

2463

600

60

 

 

 

2464

300

80

 

 

 

2468

300

80

 

 

 

2547

300

80

AWN

300

90

2562

300

80

 

 

 

2733

600

105

 

 

 

2789

30

60

 

 

 

2833

30

60

 

 

 

5、绕线工序的嵌线操作注意事项：

5.1 绕线工序的环境应防尘、干燥、室温最好在10-30℃为宜。

5.2 操作者应穿干净工作服，手上沾有油污时不要进行操作。

5.3 操作前应对漆包线导体直径进行测量，同时检查绕线机器各部滑轮是否灵活，还要注意绕线张力的调整，防止将漆包线拉细造成电阻升高。

5.4 电机线圈嵌线如果手工进行应用木质、竹质或塑料片进行，用木锤敲打时应注意铁芯的突出角位对漆膜的碰伤，应用聚酯、聚氨酯漆包线时应加倍注意。

6、线的作用：

   在我们公司生产的变压器等电子器件中，线就是起到传导的作用。

7、漆包线的应用：

7.1 圆形铁芯绕线时，需使用外加有尼龙的漆包线。

7.2 必须使用与工艺书相符的规定耐温等级。例如F级耐温的产品不能用QA-1的线去绕制。

7.3 若以QA-2的铜线代用QA-1去绕制变压器时，必须考虑线包会不会过胖（BUILDING）的问题。

7.4 铜线线径和代用，原则上以粗一点的铜线去代用细一点的铜线，但不可以相差太大；代用必须考虑客户的要求，所以代用时最好取得客户承认方可。

7.5  STRSND  WIRE（多股绞线）：依工艺书规格要求线种、线径、股数去绞线。多股线不宜绞得太紧，以免漆包膜破裂，一般的绞距为11~13mm。

7.6  LITZ  WIRE（多股编织线）：严格区分多股编织线（有一定比例股数），但现在已不区分，把STRSND  WIRE当成LITZ  WIRE来称呼。

7.7 使用TEX-E漆包线时，最困扰的一个问题是焊锡，因它的三层绝缘线膜要完全吃锡需要较长时间，故此在吃锡点上方的漆膜上会呈现枯黄色，且骨架容易变形，影响外观。则此线在接线前首先将绝缘线层去皮。去皮方式:(1).直接定长度用焊锡炉直焊; (2). 用扁平开口烙铁剥皮;(3).用三氯已烯

 

 

 

 

 

 

 

第二节、骨架（BOBBIN）

1.定义

线架与底座是支撑线圈的骨体, 再配以引脚（也有的线架没有引脚,而是用导线代替之）                                                 则形成一个完整的支架,使变压器各出入线可以方便地缠焊在引脚上.

2.骨架种类

根据变压器绕线和设计需要,线架可以分为EI型/EE型/ER型/EC型/UU型/EF   型/ 日字型/子母型/抽屉型/EEL型/圆弧型/SMD型/EP型等.

3.骨架的材质

主要有三种：A 电木线架; B塑料线架;C 尼龙线架

3.1电木材质

3.1.1电木骨架是由电木粉经过注塑机高温射出成型的.其使用之模具为热模,温度约200℃.在高温下将电木粉于模具中压制成型后,再将热模具冷却,然后开模取出成型骨架,电木骨架是由电木粉高温下压制成型,所以它具有耐高温、绝缘硬度强(易碎),可470℃焊锡.

3.1.2目前我们公司使用电木骨架有以下几种类型：

         EEL-16型、EFD-25型、EC35型、ER40型等开关是电源变压器用的，

颜色一般为黑色.

  3.2 塑料材质

   3.2.1 PBT材质

       PBT材质是热塑性塑料，它是经高温热熔后，射注入模具中冷却成型的。

PBT具有良好的成型性能，所以其成型骨架壁厚比电木薄，它还具有    韧度和绝缘性能，但此材料不能耐高温，那么在烫锡前接线时，应视架档板高度尽量将线挑离引脚根部，但缠脚位不能高出档板。以便烫锡时容易上锡。

      在高温烫锡后,引脚会移位,造成引脚之脚距不符,整型困难,所以烫锡前一                                          定将锡炉温度控制好(约420℃),并且烫锡时间不要过长,骨架制造商为了控制烫锡后引脚变形,在骨架插脚处一般留有气孔,以利于焊锡时可以更快地散热冷却,如下图：

 

 

 

 

 

 

 

 

此材在绕线时不能用力过大,以免骨架受力后变形,难以套入磁芯及外观尺寸超出规定范         围.为了增强其硬度及耐高温,一般制造加入玻璃纤维，使用温度可达140℃.目前我们公司使用PBT骨架的有以下几种类型：EE16型、EE19型、EE25型等共模线圈(滤波)或推动变压器.另外,一些特别的开关变压器也有使用,颜色一般为白色或黑色.

3.2.2 PET材质

       PET与PBT材质相近,强度比PBT略高,颜色一般为白色或黑色.

3.2.3 LCP材质

LCP树脂是芳香族树脂,具有高溶点(335℃～352℃).它们的特点包括在高温下具有良好的尺寸稳定性及抗塑性变形.由于其注塑性良好,则可生产厚度为0.25毫米的SMT/SMD线圈骨架.由于厚度比较薄,则绕线时要特别注意,不能用力过大.

目前我们公司使用到的LCP材质骨架的有以几种类型;EC10型、EFD15型等SMD变压器.

3.2.4尼龙材质（PA）

       全球使用中的线圈骨架有一半以上是用无增强和玻璃纤纤维增强聚  胺尼龙树脂包括PA66、PA6、PA612等.PA材质具有良好的坚韧性,插针能力和生产能力,但硬度不够，易变形。则绕线不能用力过大。

      目前我公司使用中尼龙材质骨架的有以下几种类型：

      EI28、EI35、EI42型等硅钢片变压器的骨架.

4. 脚位算法

  4.1一般而言,BOBBIN正放置（PIN朝下）,左下脚为第一PIN，然后顺时针方             向算,大部分的制造厂家都会在PIN上有所区别.

a  斜角 对应 PIN1

b  凹沟 对应 PIN1

c  不同PITCH(PIN距)

   d  BOBBIN顶端有一圆凸,其相对应底下为PIN1

         e  直接在PIN旁标上数字

f  两边PIN数不相同,一边5PIN,一边6PIN,也有少部分BOBBIN没有任何可资区别          者,在此情况下,绕线把空BOBBIN选择同一方向打（白或黑）点以资区别,打点的方式,有的是打在PIN侧,有的是析在顶端（客户插件时容易区别）.当然客户在设计时会注意到防呆措施,把不同的空PIN,选择不对称的拔除,PCB板相对位置不钻孔,插件时插不进去,以防插错方向,烧掉电路板.

4.2 EP型BOBBIN有两种算法

a   一般性的顺时针算法

         b   估算

在使用EP BOBBIN特别注意客户规格收中标示的脚位算法.

4.3例外

         a 客户懂得一般公认的算法,但基于PCB板（布局、陈设时）,印刷电路线无法布线,此时脚位算法依客户SPEC上所标示的方法.

b 客户不知道BOBBIN脚位的习惯算法,只依有缠线的PIN标1,2,3,``````, 有的从左算,有的依右算,此种规格应特别注意与实际的BOBBIN对照,并在作业指导书上转换为公认算法,以免厂内生产线困扰或弄错.

4.4 硅钢片BOBBIN脚位算法依SPEC上标示,尤其引出线部分.

5. 线架的选择

       一般变压器厂锡炉温度都很高,在420℃以上,为了减少镀锡后PIN移位现象,除非找不到客户要求尺寸的电木线架,万不得已才先选用PET(或PBT)线架.很不幸非用PET(或PBT)线架时,应增加生产线工时,并告诉生产线,缠PIN只要不超过突点时,缠线时尽量不要压到最低下,以免镀锡时漆包线陷到线架内面,无法吃锡,为了使漆包线完全吃锡,延长镀锡时间而使PIN移位变形情况恶化.

        5.1选择PIN距与排距时必须符合客户规格书要求,并注意尺寸必须能与铁芯    配合壁长、积厚等.

5.2 在尺寸许可范围内,昼量选择绕线幅度略大者,以免布线会有一圈绕不下去 的问题.

6. 线架的检验

      线架的检验主要有：外箱标示、外观尺寸、材质、耐温性、PIN数与PIN位、PIN承受拉力;

6.1 外箱标示内容：规格、数量、安规、厂商检验标准等;

6.2 外观尺寸：线架高度、宽度、长度、槽宽、槽深等各部位尺寸;PIN长、PIN距、PIN直径、PIN排距等尺寸;PIN数是否相符;PIN是否松劝;是否露铜、氧化、刮伤、倒角等；铁芯套入线架是否紧或卡死,H GH (立式线架)或左右、卧式线架是否还有1.0mm的间隙.

6.3 线架材质是否为规格为要求材质（可从外观上简单识别.各部位尺寸是否太大影响作业,是否破损、成型不全、材料不足、变形或污秽.

6.4 拉力试验：线架结构是否承受5KG拉力;1.5KG拉PIN 3~4”时无PIN松动         

              和塑料崩裂的情况.

 6.5 耐压试验：线架管壁厚度是否大0.8mm(EI30以下);能否承受AC5KV 3mA或者AC5KV 3mA或者AC4KV 3mA之高压;尼龙线架加温180℃20分钟之后,用1KVmA高压试验时,不得击穿;电木线架加温180℃20分钟之后,用1.2KV  1mA高压试验时,不得击穿现象.

6.6 耐温性：经锡炉450℃～500℃ 3秒钟镀锡,是否有掉PIN、PIN红塑碳化、             爆裂熔化、变形、PCB支架的在400±20℃时,不可有变色,铜皮不可脱落;白色塑料线架烘烤100℃ 1小时后,应无变色现象(这样对制程变形有抑制作用)测耐温性良好.

 

7. 线架规格是依据磁芯规格而定的.

8. 常用厂商：合进、信泳、品翔、协咏、毅华、必恒、大东南、盈勤、凤吾、云成等.

 

 

 

 

              

 

 

 

 

                 第三节、胶带（TAPE）

1. 胶带在变压器中主要作用有三点：绝缘、填充、固定.

2. 构造

             胶带一般由带基/基材、分离涂层、涂底剂、粘剂等四层结构组成.其中的带基/ 基材材料不同,则其作用与应用也不相同.

2.1基材材料一般有：环氧薄膜（Epoxy Film）、聚  亚胺薄膜（Polyimide Film）、                聚四氟 烯薄膜(PTFE Film)、乙烯树脂（Viny 1）、聚脂薄膜（Polyester Film）、   强化纤维带（Filament Film）、合成物薄膜（Composite Film）、玻璃片（Glasscloth）、 乙酸酯布(Acetate Cloth)、纸带（Paper）等多种,每一种都有不同的应用,我们公司目前最常用的有聚酯薄膜（Polyester Film）、合成物薄膜（Composite Film）等层间绝缘与端空（档墙）用.

2.2分离涂层、涂底剂、粘剂等均由不同的化合物构成,起到粘合与易剥作用.

3. 胶带的特性与用途

 3.1 胶带具有绝缘、填充、固定之作用,可因不同类型的TAPE而作用不一样

如我们公司现所使用的胶带状况如下：

a   PZ-48B 常用层间绝缘磁芯外包,具有阻燃性;

         b   PZ-46B 常用层间绝缘、定位;无阻燃性;

         c   WF-2901端空;具有燃性;

         d   醋酸布 大功率变压器线圈外包;

         e   Kapton、Nomex、PTEE耐高温层间和外包绝缘.

         f   胶带（手滑带基）、层间、外包、直立绝缘.

         g   纸胶带（绉纹纸）、外包、铁芯、末端折回绝缘.

       以上为常用胶带的种类,但有一些特种胶带应用较少,在这就不作详述.

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 3.2 绝缘胶带的特性：

代号

基带厚数

mm

 

含胶总数 mm  

 

耐电压

KV

 

阻燃性

耐温等级

聚脂薄膜    Polyester Film

PZ-48B

0.025

0.06

≥4.2

0

B/130℃

PZ-46B

0.025

0.06

≥4.2

 

B/130℃

聚 亚胺     Polyinmide Film

3M #1205

0.025

0.08

≥7.6

0

F/155℃

芳香族聚  胺

日东 386UL

0.05,0.075

0.12,0.14

≥2.0,3.5

0

H/180℃

聚四氟乙烯胶带

 

 

 

 

3M #60

 

0.1

≥9.5

0

H/180℃

纸胶带 Paper

3M #3

 

0.11

 

 

A/105℃

3M #38

 

0.24

≥2.0

 

A/105℃

无纺布胶带

WF-2901

0.28,0.35

0.45

 

≥6.0

0

B/130℃

醋酸布

3M #11,#28

0.18

0.23

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