变压器常用材料的认识.docx
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变压器常用材料的认识
变压器常用材料的认识
变压器的生产,常需用到铜线,铁心,胶布,线架,醋酸胶布,矽钢片,纯铜片,锡棒,焊油,铁夹,标签,印章,铁带,矽缘圈,绝缘漆,香蕉水,套管,矽胶等材料,作为一名新进人员,往往对这些材料缺乏一些必要的基本认识,以致在生产时无法明白哪些材料的性能和基本的认识作一点浅显的解释说明,以期能对各位之工作有所帮助.
第一节:
漆包线
铜线是制作变压器的基本材料之一,它可以完成变压器最基本的功能一一变压功能,常用的代号是WIRE,表示”线”的意思,真正的洋名称应该是COPPERWIRING.
定义:
用于消费电气用品或工业用途之各式线圈,变压器等,所用线材为铜质之导体,外层绝缘以聚胺甲酸脂{聚胺甲酸脂（POLYORETHANE）是一种化学物质,具有绝缘作用}被覆者,称为漆包铜线,变压器或电感器必须使用漆包线来缟制,故必须了解漆包线的绝缘种类,耐温等级,符合各种安规的要求,线径尺寸等,还要了解制造部厂商对漆包线绝缘材质的命名的方法与规定,以期更好的为生产和管理工作服务.
本节中所称:
漆包线”指的均系铜质漆包线.
一.漆包线的种类,
1.一般情况下,漆包线的分类是根据漆包线的材质分主类,经线径来分类次,分类情况如下表一:
漆膜材质
表示方法
主要生产厂商
说明
聚胺笨甲酸脂漆膜
UEW
太平洋（DD）荣星（SF,BW）
聚胺基甲酸漆膜+NY
UEWY或+UEW+NY
太平洋（DDNY）荣星（SF,BW）
铜芯线外层加升一层尼龙
聚脂漆膜
PEW
太平洋（SS-F）
聚脂漆膜+NY
PEWY或PUW+NY
铜芯线外层加有一层尼龙
聚乙稀醇缩甲醛漆膜
PVF
此线耐温等级A级
聚亚胺醋胺聚脂漆膜
EIW
大亚（EAIW）
APTZ
ARNIREDPOLY-THERMALEZECLASSH级以上
APB
ARNIREDPOLY-THERMALEZEBONDEZECLASSH级以上.
由于变压器设计与使用要求越来越高,对铜线耐温等级的要求也越来越高,除UEW,UEWY具有直焊性外,其它种类漆包线需剥漆包膜后才能焊锡,实在有些不利于生产作业,因此漆包线生产厂商开发出F级耐温而又具有直焊性能的漆包线,这些漆包线有:
主要生产厂商
说明
台一
F级高温耐直性
荣星（SFFLW）
F级高温耐直性
太平洋（SS-TF）
F级高温耐直性
大亚（SPEI）
F级高温耐直性
其它不常用的自融性铜线有:
大亚（UEW-SB）A级
荣星（LOCK）B级
台一（FBW-E）A级;台一（FBW-B）B级;台一（FBW-F）F级.
太平洋（DD-B）B级;太平洋（DDNY-B）B级
二.漆包线的一种安规要求
由于漆包线绕制的产品涉及到电气安全问题,世界各国对漆膜所能承受的一些参数,都有一个专门的规定来加以限制,以保证产品的安全性能,这些规定与其它方面的一些要求构成了所谓的安全规范,简称安规.根据使用场合的不同,安规的具要求也不一样,一些常见国家与地区的安规代号如下表二:
CNS---台湾NEMA---IEC----国际电工BS-----
JIS------日本DIN------CSA---加拿大UL-----美国
TUV----欧洲VDE----德国
表二:
线种
耐温等级
安全号码
SYMB01
CLASS
CNS
NEMA
JIS
IEC
BS
DIN
UL
PVF
A
-C2040
MW15C
C3203
317-1
45161
46416（M）
UEW
E
-C2041
MW2C
C3211
317-2
4520
46416（V）
B
MW75C
317-4
46416
（2）
MW79C
UEWY
B
-C2170
MW28C
MW80C
PEW
F
-C2039
MW5C
C3210
317-3
PEWY
F
MW28C
MW80C
EIW
H
H
C2100
C7999
MW30C
MW72C
C3214
C3214
317-8
317-8
4665
4665
46416（5）
46416（5）
AIW
C
MW35C
SMEIW
F
MW26C
DFW.F
H+
MW73C
SPEI
F\
II
MW77C
MW26C
APT2
H+
MW35C
MW73C
三.漆包线漆膜厚度的分类
1.美规线漆膜区分
美规线最厚的是:
QUAD依
TRIPLE次
HEAYY遁
最薄者:
SINGLE减
美规线都是最外层加尼龙（COATINGNYLON）,习惯上称:
QPN,TPN,HPN,SPN.
2.厘米制线漆膜的区分
应用国家或地区主要有:
台湾和日本.
依最外层漆膜厚度分为:
0种线3层漆膜
1种线2层漆膜
2种线1层漆膜
3种线最薄层膜
漆膜等数可以参考下列标准代用:
TPN=OUEW+NY
HPN=1UEW+NY
SPN=2UEW+NY
四.铜线的线径分类
A.美规线:
以号码来表示铜线线径的,铜线的线径对应于线号.具体表示法如下:
@AWG#38号@AWG#24号
一般美规之大小从AWG#00号~AWG#50号为止,即AWG#50号为最小,具体对应的线径请参考（铜线线号与线径对照表）.
B.厘米制:
线径直接以裸径大小来规定线径之规格,具体表示方法如下:
¢2.0mm,表示铜线直径为2.0mm,¢1.5mm,表示铜线直径为1.5mm.
¢1.2mm,表示铜线直径为1.2mm,¢1.0mm,表示铜线直径为1.0mm.等等
值得注意的是:
在实际的测量中,往往会出现测量值比实际线径值要稍微大一点,这是正常现象,因为在标示线径时,并未含包膜厚度,实际测量时要加上漆膜厚度才是正确的测量值,具体是依铜线线种则定.
五.铜线漆膜颜色表示的意义
在实际生产中,有时有多个绕组绕线,为了作业的方便和防呆需要,将铜线加以区分,如果有漆膜中加入各种颜色,就可以很方便的解决这些问题.标示这些铜线时,约定在铜线规格代号后加上颜色代号区分,方法为:
自然色（或称本色---金黄色）----N红色-----R（Red）绿色-------G（GREEN）
蓝色-------B（BLUE）黑色-----BLA（BLACK）等等
例:
0.25Φ2UEWN---表示为:
直径为0.25mm自然色的2种漆膜铜线
0.35Φ2UEWR---表示为:
直径为0.35mm红色的2种漆膜铜线
六.铜线漆膜耐温等级和耐温等特性分类
各种铜线耐温等特性见下表三.
线种
项目
EW
PVF
NYW
UEW
PEW
PVFR
尼龙外层
高温
直焊
APT2-2000
AIN-100
MI
自融著
H
DD
DD-F
SS
SSV
SS--F
DDNY
DDFNY
SSNY
SSFNY
SSTF
SSTH
DD-B
DDNY-B
DYFB
SSTF-B
TYB
APB
AIB
耐温等级
A
A
E
B
F
B
BF
F
E
B
F
B
F
F
II
II
II
C
C
B
B
F
F
F
II
II
可绕性
O
Θ
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O
Θ
Θ
Θ
Θ
Θ
Θ
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Θ
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Θ
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Θ
耐着性
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--
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耐性
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一
一
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O
一
一
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O
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O
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一
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热冲击
一
O
一
O
Θ
O
O
Θ
Θ
O
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Θ
Θ
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Θ
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Θ
Θ
Θ
耐软化
一
O
一
O
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O
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O
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Θ
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Θ
耐温性
O
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△
Θ
Θ
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O
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O
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O
O
O
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Θ
耐酸性
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Θ
O
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耐蚀性
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耐油性
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耐苯性
一
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耐酒精
一
一
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O
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O
一
一
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O
O
O
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Θ
Θ
一
一
一
一
一
Θ
Θ
耐冷煤
X
X
X
X
X
△
△
△
Θ
X
X
O
O
△
△
X
Θ
Θ
Θ
X
X
X
△
△
Θ
Θ
耐高压
O
Θ
X
Θ
Θ
Θ
Θ
Θ
Θ
O
O
O
O
Θ
Θ
Θ
Θ
Θ
Θ
O
O
O
Θ
Θ
Θ
Θ
直焊性
X
X
Θ
Θ
Θ
X
X
X
X
Θ
Θ
X
X
O
O
X
X
X
X
Θ
Θ
Θ
O
O
X
X
Θ表示优良O表示良好△表示X表示很差
圈中,A,B,C,D,E,F,H等字母铜线的耐温等级,各字母代表的温度值如下所示:
耐温等级表:
等级
温度数
A
B
C
E
F
H
（N）H+
Y
105℃
130℃
220℃
120℃
155℃
180℃
200℃
90℃
七.漆包铜线的应用
1.圆型铁芯绕线时,要使用外层加有尼龙的漆包线.
2.必须使用客户SPEC,书规定的耐温度等级,例如.F级耐温的产品,不能用UEW的线去绕制.
3.若以1UEW的铜线代用2UEW去绕制变压器时,必须考虑线包会不会过饱（BUILDING）问题.
4.铜线线径的代用,原则上以粗一点的铜线去代用细的一点铜线,但不可相差过大,代用时必须考虑到客户的要求,所以代用时最好取得客户承认方可.
5.STRANDWIRE（多股绞线）:
依客户规格要求线种,线径,股数去绞线.例如:
2UEWΦ0.1*20
多股线不宜绞得太紧,以免漆包线龟裂.其绞数\英寸依客户要求,若列要求则依一般绞数（线径*股数,有一般性计算
公式,厂商会自行调整.
6.LITZWIRE（多股线织线）:
严格区分多股线编织线（有一定比例股数）,但现在在多已不区分,把STRANDWIREI当成LITZWIRE来称呼.
7.USTC（丝包线）:
很细的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拉断,目前客户用丝包线时,又含浸又凡立水,这样失去了丝包的意义,但只要客户喜欢就好.
8.TEX—E:
此为日本古河电工开发出来的一种三层绝缘漆包线,它的漆包膜厚度是一般2UEW线的3-5倍,可以承受较高的绝缘试验电压,因此经UL认可,用在次级时,与次级间可以省略档墙胶布,目前的已有该种线径有Φ0.2~Φ1.0等多种规格,该线在安规上的温度等级为E级,但也有用于B级产品上.使用TEX—E漆包线时,最困扰的一个问题是焊锡,因为它的三层绝缘漆膜要完全吃锡需较长的时间,故此有吃锡上方的漆膜上会呈现枯黄色,影响外观.
八.铜线的外观检验
一般漆包线的检查项目主要有如下几项:
1.线径2.外观检查3.针孔试验4.拉力试验5.耐高压试验6.直焊性试验7.导体电阻试验等.
1.线径
线径的检验一般依靠游标卡尺或镙微器来测量,漆包线之实际线径均与规格书要指明线径要组,因为规格书上标明的是指裸径而言的,这一点检验时必须明了,具体相差尺寸见页一之规定.
另:
美规线（SWG）和英规线（AWG）是用线号代替线径的例如,SWG#20.具体意义见附表件（铜线线号与线径对照表.）
2.外观检查
聚胺基甲酸脂类线之漆膜均匀被覆于导体表面,所烤成之漆膜不得有裂痕,瑕疵,绝缘应良好,其漆膜对铜线,纤维质材料不应含有害作用,且具体充分之耐久性.
就整轴线用目视和手感施行检查,没有下列情形者为合格:
A.有伤痕B.表面光滑不足不均匀,颜色不纯正.
C.于常温下线与线粘在一起D.于常温下,漆膜易用手指甲括脱落.
3.针孔试验
截取长度为6m之试料两条（或1条）,经125℃加热十分钟后,浸入试验液中约5m,以试验液为正极,试料为负极,加以12V值流电压,1分钟后,产生之针孔数符合下表四之规定者为合格:
线种
一条试料之针孔数
二条试料之针孔数
（表四）
0种
3个以下
5个以下
1种
5个以下
5个以下
2种
8个以下
8个以下
3种
12个以下
12个以下
试验液配制:
将含3%酚太的酒精溶液数滴,滴于0.3%的食盐水中即成
4.拉力试验
设标点距离250mm,以300mm\MIN以下之张速度,线径0.08~0.09mm之伸长率为10%,线径0.10~0.35mm之伸长率为15%,然后以约5倍之放大镜检查导体,漆膜不得有裂痕现象为合格.
5.耐高压试验
线径0.05mm以上者须实施耐高压试验,取同一轴之铜线,以适当长度截取3根,将线对折,加以表五所示之拉力,在长度如表五所示之扭数,然后移去拉力,从线对折处剪成两条,于此两条线间,通以50Hz或60Hz之正弦交流电压,电压增加速度宜在500V\S内,如破坏则升压速度降低,结果应符合表六之规定.
导体直径（mm）
张力（Kg）
扭合次数（扭合长度12cm）
（表五）
0.048~0.05
0.003
50
0.06~0.07
0.005
40
0.08~0.11
0.01
30
0.12~0.17
0.04
24
0.18~0.29
0.12
20
0.30~0.45
0.35
16
0.50~0.70
0.45
12
0.75~1.20
1.5
9
1.30~1.50
4
6
表六;
检验项目
1种线
2种线
3种线#SP
外观检查
1.无伤痕2.表面光泽均匀光滑;颜色纯正;3.常温下铜线不粘连在一起.
构造检查
构造检查见附表1.2.3.所示
针孔试验
5个以下
8个以下
12个以下
拉力试验
用5倍以上的放大镜检查,应无漆膜破裂现象
耐高压试验
0.048~0.05
450V以上
350V以上
0.06~0.07
450V以上
350V以上
0.08~0.11
1000V以上
600V以上
350V以上
0.12~0.17
1200V以上
700V以上
450V以上
0.18~0.29
1400V以上
900V以上
600V以上
0.30~0.45
1600V以上
1200V以上
800V以上
0.50~0.70
2000V以上
1400V以上
900V以上
0.75~1.20
2400V以上
1600V以上
1.30~1.50
3200V以上
第二节.线架与底座
线架与底座是支撑线圈的骨体,再配以PIN（也有的线架没有PIN,而是用导线代替之）.则形成了一个完整的支架,使变压器各出入线可以方便的缠焊在PIN上,它的洋名是BOBBIN.
一,线架的种类:
根据变压器的绕线和设计使用的需要,线架可以分为EI型\EE型\EC型\UU型\EF型\日字型\子母型\EEL型\圆弧型等.
二.一般而言,线架正放置（PIN朝下）,左下脚为PIN1,然后顺时针方向标示之,依次为第2.3.4………..,一般制造厂家都会在PIN1上有所区别,例如:
A.斜角:
PIN1
（图一）
B.沟槽:
PIN1
（图二）
75图三（A）
C.不同PIN距,第一PIN比其它PIN距要宽.PIN1
见图三（A）35图三（B）
第一PIN比其它PIN距要窄,见图三（B）PIN1
D.线架正立放置时,其顶端有一圆凸点之对应PIN为第一PIN（如图四）.
PIN1
图四
E.直接在PIN旁标上数字表示.
F.线架两排PIN数目不相同,PIN少的一端且不对称边为第一PIN,顺时针为序,例如,一边为5PIN.一边为6PIN.也有少部分BOBBIN没有任何可资识别者,在此情况下,绕线前应先把线架选择同一方的打白（或黑）点,以资区别,打点的方式有在PIN侧,有在线架顶端（客户插件时容易识别）.一般的情况下,客户在设计时都会注意到防呆措施,把不用的PIN,选择不对称的拔除,PC板对应的位置不鐕孔,插件时就插不进去,以防止插错方向,烧掉PCB板.
2.线架之PIN的标示
A.顺时针计算方法,通常情况下,是采用此种方法计算的,见图五
:
B.并列标示方法
就是从PIN1开始,计完第一排的PIN后,再计第二排,以第一排PIN1所对应的PIN开始计算的方法称之为并列标示方法.如图六:
注意:
在使用线架时,特别注意客户规格书中标明的PIN位,千万不可自行判定PIN位,以免发生客户抱怨,弄巧成拙.
C.其它要知道的方法
@,客户懂得一般性公认的标示方法,但基于PCB设计时,印刷电路布线时无法布线,所以PIN位是根据实际需要来标示的,此时,应依客户的特别说明和规格书特别的注明的标示方法来认识即可.
@.客户不懂得一般性的分认的标示方法,只依有缠线的PIN位来标示PIN的数字顺序号,且有的从左边标示,有的从右边标示,此种情况下,应特别注意与实际的线架对照认识,并转换为公认标示法,写出作业指导书上,以免厂内产生困扰或弄错.
@.矽钢片型线架之PIN位计算方法依规格书上标示之序号为准,尤其是引出线部分.
三.线架的材质,主要有三种:
A.电木线架,B.塑胶线架,C.尼龙线架,各材质特性说明如下:
A.电木线架
@,电木线架是由电木粉经过注塑机高温射出成型的,不同制造厂商生产的电木粉有不同耐热性,浪注性和含水性等,而且标示方法也不一样,例如:
住友电木粉有PM-9820PM9630
长春电木粉有T373T357T375
杜邦电木粉有RE9087
@.以用得最多的长春电木粉来说明电木粉的耐热性,流注性,含水性如下:
流注性:
T373（好）-------T357--------T375（最好）
耐热性:
T375（好）---------T357--------T373（最好）
含水性:
T375（少）----------T357--------T373（多）
因此,某些客户要求品质时,往往会对变压器进行环境试验,（可靠度试验）,这时必须依客户要求指定使用某种电木粉成型的线架.并通知业务重新报价.
B.塑胶线架,
塑胶线架分为黄色塑胶（PET）和白色塑胶（PBT）两种,PBT性质和PET基本上相似,只是耐温性更差而已.
此种线架耐温性差,高温镀锡后,PIN会移位,造成PIN距不符,整PIN很困难,此种线架在插PIN处一般留有气孔,以利于焊锡时,可以更快的散热冷却,防止PIN移位,如图七:
图七
气孔洞PET（或）PBT线架
C.尼龙线架式NY-66
尼龙线架的最大的好处就是韧性好,不易破碎,但绕线时随着绕线的张力,线架凹槽边缘会向外扩张.且耐性能一般,硬度和耐性能均会增加,价格相对而言好会较高.
UL安规的重点在于防火,线架的选择要注意安全安规要求,目前常以线架厚度来决定安规等级,例如:
T373材质为94V-1.但在壁厚1.0mm以上时可以当成94V-0来用,大家都是这么认为的,姑且信之.
四.线架的选择
一般变压器厂锡炉温度都很高.在420℃以上,为了减低镀锡后PIN移位现象,除非找不到客户要求尺寸的电木线架,万不得以才选用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只要不超过凸点时,缠线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.
A,选择PIN距与排距时必须符合客户规格要求,并注意尺寸必须有与铁芯配合臂长,积厚等.
B.在尺寸许可的范围内,尽量选择绕线时幅度略大者,以免布线时有一圈绕不下去的问题.
五.线架的试验
线架检验主要有:
外箱标示,外观尺寸,材质,耐温性,PIN数与PIN位,PIN承受拉力等.
1.外箱标示内容:
规格,数量,安规,厂商检验等
2.外观尺寸:
线架高度,宽度,长度,槽深等各部位尺寸,PIN长,PIN距,PIN位,PIN直径,PIN排距等尺寸,PIN数是否相符,PIN是否松动,是否露铜,氧化,刮伤,倒角等,铁芯套入线架是否太紧或卡死,上下（立式线架）或左右（卧式线架）是否还有1.0mm以上的余裕间隙.
3.线架材质:
是否为规格书要求材质（可从外观上简单的识别）,各部位尺寸是否太大,影响作业,是否破损,成型不完全,射料不足,变形或污秽.
4.拉力试验,线架结构是否能承受5KG（EI-30以上）或2KG（EI-30以下）压力,用手挤压是否容易断裂,PIN是否能够承受2KG拉力,拉PIN时有无PIN断和塑胶崩裂的情况.
5.耐压试验:
线架管壁厚度是否大于0.8（EI-30以上）或0.5MM（EI-30以下）,能承受A
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