任務5 小型單相變壓器的制作
實操訓練
小型單相變壓器的制作分設計制作和重繞修理制作兩種,無論哪種,其繞制工藝都是相同的。下面學習設計制作方式的變壓器繞制。
一、訓練目的
制作小型電源變壓器一臺,掌握小型變壓器的制作工藝,并對該變壓器進行檢測。
二、實訓器材
漆包線、青稞紙、絕緣紙、電源線一條、接線座一只、變壓器絕緣漆、電工膠布、手搖式繞線機、剪鉗、一字螺絲刀、電烙鐵、萬用表等,如圖1-38所示。

圖1-38 實訓所用器材
三、實施過程及步驟
1.制作變壓器骨架
小型變壓器一般都把導線直接繞制在絕緣骨架上,骨架成為繞組與鐵心之間的絕緣結構。在繞制變壓器繞組前,應根據鐵心尺寸、繞組數據和絕緣結構,制作模心和骨架。模心及骨架的尺寸必須合適、正確,以保證繞組的原設計要求及繞組與鐵心的裝配。模心如圖1-39所示,模心中間沿軸線方向鉆有供繞線機轉軸穿過的孔。

圖1-39 模心尺寸圖
小型變壓器的骨架可分為無框骨架和有框骨架兩種。大多數小型變壓器及電壓較高的變壓器都采用有框骨架。框架可用紅鋼紙、層壓板或青稞紙制成,如圖1-40所示。如經常修理,也可采用塑料、酚醛壓塑料、尼龍或其他絕緣材料壓制而成,如圖1-41所示。

圖1-40 青稞紙制作的骨架

圖1-41 塑料壓制而成的骨架
圖1-40所示為活絡骨架的結構,骨架的兩端有兩塊邊框板支柱,四側采用兩種形狀的夾板,拼合成一個完整的骨架。骨架的尺寸與鐵心、繞組配合相符。
活絡骨架的制作方法如下。
(1)立柱制作。先把青稞紙按所需尺寸(如圖1-42所示)剪成如圖1-43所示的形狀,在每個折痕處用小刀劃一條深度為紙板厚度1/3的槽。內孔成矩形的骨架立柱,矩形的尺寸應保證比鐵心橫截面積略大,以鐵心剛好能插入為宜。

圖1-42 立柱尺寸

圖1-43 立柱形狀
(2)擋板制作。參照圖1-44所示的尺寸下料,中間方孔四周用小刀劃成深度為紙板厚度1/3的槽,再將兩條對角線劃穿,然后折成四個等腰三角形。若這四個等腰三角形底線處紙板太厚,制成骨架后影響鐵心窗口面積,可將紙板揭去一層。制成的擋板如圖1-45所示。

圖1-44 擋板尺寸

圖1-45 擋板形狀
(3)組合骨架。將立柱插入擋板的方孔,立柱擋耳從方孔中穿出卡住兩端擋板,也可用膠水將結合部粘牢。制作的骨架如圖1-46、圖1-47所示。

圖1-46 骨架三維圖

圖1-47 骨架實物圖
2.繞制變壓器
(1)利用公式進行相應的計算,如下:
每伏匝數=55/鐵心截面積
一次線圈匝數n1=220×每伏匝數
二次線圈匝數n2=變壓比×每伏匝數×1.05
二次線圈匝數計算中的1.05是考慮有負荷時的壓降,經過計算一次線圈繞1140圈,兩個二次線圈分別為62圈。
(2)漆包線的選擇。一次繞組線徑為0.23mm,二次繞組線徑為0.77mm,如圖1-48所示。

圖1-48 繞制所用材料
(3)絕緣紙的選擇。層間絕緣應用0.08mm厚的牛皮紙,外層絕緣應用0.25mm厚的青稞紙,如圖1-48所示。
(4)骨架的選擇。小型變壓器制作選用有框骨架,為繞線方便,選擇由塑料壓制而成的骨架,如圖1-48所示。
(5)用四顆螺絲釘將繞線機固定在工作臺上,如圖1-49所示。

圖1-49 將手搖式繞線機固定在工作臺面上
(6)確定一次繞組、二次繞組的匝數,如圖1-50所示。本實訓一次繞組為1140匝,兩層二次繞組均為62匝。

圖1-50 確定一次、二次繞組的匝數
(7)將骨架套在模心上,穿進繞線機的軸上,并用兩塊小木板將骨架固定在繞線機的軸上,如圖1-51所示。注意要將骨架夾緊,同時保持骨架不變形。

圖1-51 固定變壓器骨架
(8)將繞線機上的轉數盤調零,如圖1-52所示。

圖1-52 將繞線機的轉數盤調零
(9)起繞。首先在骨架上包一層絕緣牛皮紙,如圖1-53所示。然后將漆包線的一端套上絕緣套管,作為引線卡在骨架上,如圖1-54所示。

圖1-53 骨架中間包一層絕緣紙

圖1-54 開始繞線
(10)繞線。導線要一層層地繞制,要求整齊、緊密,不允許疊線。繞線時,將漆包線稍微拉向前進的反方向約5°,拉線的手順繞線前進的方向移動,拉力大小應根據漆包線的粗細而定,如圖1-55所示。

圖1-55 繞線過程
(11)線尾的固定。繞制過程中,注意觀察轉數盤,達到1140匝時,停止轉動。將漆包線剪斷,并套上絕緣套管,作為引線固定在骨架上,如圖1-56所示。

圖1-56 一次繞組繞制完成
(12)在一次繞組外圍包一層絕緣紙。用同樣的方法繞制二次繞組,如圖1-57~圖1-61所示。繞制好后,在外層包一層絕緣青稞紙,如圖1-62所示。

圖1-57 一次繞組外圍包一層絕緣紙

圖1-58 繞首層二次繞組

圖1-59 首層二次繞組完成

圖1-60 包一層絕緣紙

圖1-61 繞第二層二次繞組

圖1-62 包一層絕緣紙
(13)裝鐵心片。先安裝E形鐵心片,如圖1-63所示。然后逐層安裝I形鐵心片,如圖1-64所示。具體方法見變壓器的拆卸與安裝實訓項目。

圖1-63 安裝E形鐵心片

圖1-64 安裝I形鐵心片
(14)刮掉引線端子上的絕緣漆,并上一層焊錫,如圖1-65、圖1-66所示。

圖1-65 刮掉繞組端頭上的漆

圖1-66 繞組端頭上加焊錫
3.變壓器的檢測
如圖1-67所示,變壓器一次繞組與二次繞組之間的電阻為____________,一次繞組與鐵心之間的電阻為____________。二次繞組與鐵心之間的電阻為____________。測量一次繞組與二次繞組之間的絕緣電阻為____________,一次繞組與鐵心之間的絕緣電阻為____________。二次繞組與鐵心之間的絕緣電阻為____________。此變壓器的絕緣性____________(是、否)符合標準。通電,測量二次繞組輸出電壓是____________。空載電流是____________。此變壓器的變壓比____________(是、否)符合設計要求。

圖1-67 用萬用表測量繞組電阻