绕组的绕制

5.4.2　绕组的绕制

1．绕组绕制的一般要求

绕组绕制的好坏，是决定变压器质量的关键，对绕制绕组的要求是：

（1）线圈要绕得紧，外一层要紧压在内一层上。绕好后线包一般呈方形。没有绕紧的，线包呈鸭蛋形，将造成铁芯窗口容纳不下绕组。

（2）绕线要平整、要密绕，一圈紧靠一圈，不可重叠，也不可稀密不均匀，相邻导线之间不应留有空隙，如果有空隙，将会造成后一层导线下陷，影响平整性。严重的会压破层间绝缘纸而造成短路。

（3）绕组内部最好没有接头。绕细线时，由于断线必须接头，其接头数不应多于两个。

2．线圈的绕制

将木芯连同线圈骨架一起装在绕线机的轴上，两端用螺母夹紧，然后在骨架外面用内层绝缘包覆绝缘层，同时进行黏结，即可进行绕线。

（1）起头

起头前应根据对变压器的要求和铁芯形式，统一考虑各线圈排列和抽头形式。起头时先制作引出线，绕组导线直径Φ在0.5～0.6mm以下时，用外接引出线。绕组导线直径Φ在0.5～0.6mm以上时，可以用绕组本身导线作为引出线。外接引出线，一般用多股软线、较粗的单股铜线或铜皮制成的焊片作引出线。装接引出线时，用绝缘材料包好引出线，将其一部分压在线圈线面，进行固定，然后将线圈的端头焊接在引出线上，并用绝缘材料覆盖，如图5-10所示，绕组导线与引出线的焊接处应在引出线的里端，不要焊接在引出端。注意，出线（包括中间抽头、结尾）必须处于变压器铁芯柱的外表面，决不可设在铁芯柱窗口部分。

图5-10　作引出线

（2）绕线和中间抽头

将绕线机牢固地固定在工作台上，绕线机转轴要平直，木芯与轴同心以保证转轴旋转平稳，无晃动和颤抖。绕线时，导线应向绕成线圈的方向偏转3°～5°，如图5-11所示。绕线宽度应根据铁芯型号和耐压要求而定。在无框骨架绕制时，两边必须留出一定的宽度，一般留出2～3mm即可。留得太宽，每层匝数减少，线圈厚度增加；留得太窄，绕上面一层搭线时容易将下面的线挤出。有的变压器要求每绕一层就要垫上一层绝缘材料。绕线时遇到断线或接头时，需将导线漆皮刮去，绕在一起并焊好，将接头处用绝缘材料包好。

图5-11　绕线过程的绕线方法

有些变压器有两个或两个以上的绕组，不需要分开绕线，只要在同一线圈中按需要抽出几个线头，以这些抽头来做次级绕组的引出线。这种做法称为中间抽头。如果只抽出一个引出线，而这个引出线正好又是在这组线圈绕到一半圈数时抽出，这个引出线就叫中心抽头。中间抽头或中心抽头的方法一般有两种：一种是在线圈抽头处刮掉一小段绝缘漆，然后焊上引出线作为抽头。在去掉绝缘漆的部分及焊接处包上绝缘层后再继续绕线。另一种抽头方法是，线圈抽头处不刮掉绝缘漆，只需将漆包线拖长，两股绞在一起作为引出线。

（3）层间绝缘及级间绝缘

对要求较高的变压器，每绕完一层导线，应安放一层绝缘材料，如绝缘纸、黄蜡绸等，称为层间绝缘。级间绝缘是指一组导线（绕组）与另一组导线（绕组）之间所垫的绝缘层。层间绝缘材料的选择，主要依据两点要求：一是满足层间绝缘要求，和层与层线圈间的电压有关；二是与绕组导线的粗细（线径）有关。

在安放层间或级间绝缘材料时注意，应按图5-12所示，必须从骨架所对应的铁芯舌宽面开始安放。这是因为每垫入一层绝缘纸，这层绝缘纸的首尾部分是重叠的，重叠部分会增加线包厚度，线包层数越多，增加的厚度就越厚，从骨架所对应的铁芯舌宽面开始安放绝缘纸，其所增加的厚度就不会落在铁芯窗口面积内，即不会减少铁芯窗口所能容纳的线包层数。另外要求绝缘纸必须放平整、放正位置和紧贴线包，两边与骨架端面对齐，层与层对齐。

图5-12　安放层间绝缘

（4）结尾和屏蔽

若使用软绝缘线做引出线的话，在每组线圈绕到最后20圈左右时，在绕线圈的前进方向应放一块对拆的绝缘材料条，再继续绕下去，最后切断导线，将线头从绝缘材料的折缝中穿出，拉紧绝缘条。如使用焊片做引出线头，则需在每组线圈的最后一层预先把焊片放上，最后切断导线，将导线的尾端焊在焊片上，如图5-13所示。

图5-13　绕组尾端的固定

绕制电源变压器时，需要在一、二次侧绕组间放置静电屏蔽，静电屏蔽层又称静电隔离层，可以消除变压器初、次级绕组间不利的电容耦合，减弱外来电磁场对电路的干扰。静电屏蔽层是安放在变压器初、次级线圈之间的一层金属材料，最好用铜箔。铜箔宽度应比线包宽度小2～3mm，长度为绕线包一周的长度再减去约5～8mm。安放静电屏蔽层时，先在铜箔的一端焊上引出线（变压器使用时接地用），然后从骨架所对应的铁芯舌宽面开始安放到线包上。但应注意的是，安放上的铜箔不能让首尾相接，应有间隙，否则相当于线圈短路，使得变压器通电工作时线包产生高热而烧毁损坏。如果没有铜箔，业余维修与制作时，可用细漆包线密绕一层，将漆包线的一个端头开路放置，另一端头作为接地引出线。

（5）线圈的校查

绕制线圈以后，首先对变压器直流电阻、各线圈匝数以及绕组间的绝缘电阻进行测试检查。只有各项参数正常后，才能进行变压器组装。

①线圈的直流电阻的检查　通过直流电阻的阻值可以判断线圈匝数是否正确，线圈是否有短路或断路现象。测试时，用电桥（万用表的电阻挡亦可）测出各线圈的直流电阻，然后加以判断。

②检查线圈匝数　在有线圈匝数测量仪的条件下，可用它测量匝数。

③检查各线圈间的绝缘电阻　一般用500V或1000V兆欧表进行测量。测量必须在各线圈之间进行。绝缘电阻值不应小于100MΩ（最好在500MΩ左右）。小于100MΩ时，说明其内部受潮；小于10MΩ时，可能有漏电；绝缘电阻近似为零时，可看作短路。

（6）铁芯装配

变压器铁芯装配的要求如下：

①要装得紧。这样不仅可以防止铁芯从骨架中脱出，还能保证它的有效截面，又可以避免绕组通电后振动而产生杂音。

②装配铁芯时不得划破或胀破骨架。这样会切伤导线，造成断路或短路。

③铁芯磁路中不应有气隙，各片开口处要衔接紧密。

④要注意装配平整，美观。

装配前应首先检查硅钢片的质量，硅钢片应平整，无毛刺；硅钢片表面绝缘层应完好，无锈蚀等不良现象；硅钢片的含硅量，一般要求为4%左右。含硅量过高，硅钢片容易碎裂，机械性能差。含硅量过低，会使铁芯导磁性能不符合要求。

E形铁芯的装法有交插法和对插法两种。交插法适用于无直流磁化的变压器，如电源变压器、收音机输出或输入变压器和输送变压器等。对插法适用于有直流磁化的变压器，如滤波轭流圈、单端输入或输出变压器等。对于交叉插片法，先在线圈骨架左侧插入E型硅钢片，根据情况可插2片。接着在骨架右侧也插入相应的片数，这样左右两侧交替对插，直到插满。最后将I型硅钢片（横条），按铁芯剩余空隙厚度叠好插进去即可。注意一定要插满插紧，如果没有插紧，变压器工作时会产生振动和发出噪声，给电路和设备带来不良影响。对于对插法，将E形硅钢片全部插在同一侧，I形横条全部插在另一侧，在两种硅钢片结合处形成气隙，气隙中垫入非磁性垫片并压紧。调节垫片厚度，改变气隙大小，即可改变输出电流，最后再固定牢靠。

插完铁芯后，要将变压器放在较平的工作台上，用方型木槌将铁芯四面整平，使铁芯各片上的孔对正，然后可将夹板上好，旋紧螺钉，这样对于用焊片做引出线的变压器，就算完成了整个组装过程。如果用软线做引出线，则有时还需要将引出线焊在接线板上。装完铁芯后，再在铁芯外面装上固定框架。框架的作用主要有两个：一是进一步将铁芯固定紧；二是便于变压器安装到电路设备中进行固定。框架的形式多种多样，随设计而定。

（7）浸渍与烘烤

变压器装配完毕，经过初步检测后，便可进行浸渍与烘烤。

浸渍的主要作用：

①提高绝缘性能，变压器的层间绝缘和级间绝缘基本上使用纤维材料，其吸湿性大，受潮后绝缘性能变坏。变压器经过在绝缘漆中进行浸渍，可提高防潮和绝缘性能。

②提高机械性能，变压器线包是由漆包线一层一层重叠绕制而成，由于机械振动等因素的影响，容易造成线包边沿导线塌线、引出线松动等不良现象。变压器浸渍绝缘漆后，经过烘烤，干涸后的绝缘漆有紧固线包和引出线的作用，提高了机械性能。

③提高变压器所能承受的工作温度，变压器经浸渍后，绝缘漆填补了线包中的空隙，改善了散热条件以及线包中绝缘材料的耐热性能，使得变压器能在更高的温度下工作。

以上是变压器进行浸渍绝缘漆的主要作用，但变压器经浸渍后会使介质损耗增加。

浸渍与烘烤工艺：

①预烘烤

浸渍前应对变压器进行预烘烤，预烘烤的作用主要有两个：一是排除变压器内部潮湿；二是经预烘烤后保留有一定温度又干噪的变压器进行浸渍时，绝缘漆容易渗透到变压器内部并为其吸收。变压器的预烘烤最好在烘箱中进行，也可在功率较大的白炽灯泡下进行，一般小型变压器先在60℃左右烘烤1～2小时，然后将温度逐步升高到90～105℃，再烘烤2小时左右就可以了。然后将预烘烤后的变压器淹没在绝缘漆中浸漆1小时左右。

②滴漆

将浸完漆的变压器放在铁丝网上滴漆2～3小时。

③烘烤

将浸渍后的变压器从绝缘漆中取出，先在通风良好的环境中放置4小时以上晾干，然后按以下温度和时间，从低温到高温在烘箱中或功率较大的白炽灯泡下进行烘烤：40～60℃，2小时；60～80℃，2小时；105℃，8小时。浸漆后开始烘烤的半小时内，温度只能控制在70℃左右，以防温度过高，绝缘漆黏度变小而流失。变压器是否已烘干的判别方法是测量绝缘电阻是否合格，若合格即可使用。变压器浸漆后如果没有烘干，而且又是电源变压器的话，通电时变压器就会立即冒烟而损坏。