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这是转载,不是我写的,是下面作者写的。特别说明,由于文章太长删除一些。
二、电源牛的设计:
一般电工手册大多有低压变压器设计的章节,应本帖以介绍制作方法为主,设计上就不展开了,有兴趣的同学可以查阅相关章节的内容。但有几个经验数据在这介绍一下。
应对不同的空载(磁化)电流要求时, 常规铁芯磁通密度的取值:
5%以内 Z11(新)13000高斯 (拆机)11000高斯; H18(新)11000高斯 (拆机)9500高斯; H50 (新、拆机) 均不适合。
8% 以内 Z11 (新)13500高斯 (拆机)11500高斯; H18(新)11500高斯 (拆机)10000高斯 H50(新,拆机)7000高斯。
10% 左右 Z11(新)14000高斯 (拆机)12500高斯; H18(新) 12000高斯 (拆机)10500高斯 H50(新,拆机 )8000高斯。
常规矽钢片适用电牛功率:
66片45W以下;76片70W以下 ;86片100W以下;96片150w以下;105片200W以下;114片300W以下;300W以上用133片。
电流密度的取值:
电流密度常规家庭用途可以取3.0A/平方毫米。也可以根据电牛的功率、用途进行取值,如300W以上取2.5,75w—300W取3.0,75W以下取3.2,但绝对不要大于3.5,否则安全性没有保证。单端甲类取小一点,推挽机取大一些。常用取值范围在2.5—3.2之间,小了不经济,大了不安全
三、电源牛的制作:
(一)材料准备:
漆包线:漆包线一定的选通过质量认证的正规企业的产品,外观上漆膜要均匀,手摸线身柔软为好。市面上能买到的漆包线基本上是QZ-1和QZ-2高强度线,如果准备层层加纸的话,选用QZ-1,如果不加纸密绕就选QZ-2的,漆膜要厚一点,绝缘强度要好些。还有就是QA线,这类线是高频线,价格要高不少,用在传输牛(如输入、推动、输出牛等)不错,但其抗电晕强度和耐高温性能不太好,不适合用在电源牛。
矽钢片:有条件要选上好的片子,如Z11 、西电等,二手的也可以,但一定要注意辨认,有新的H18退火片也可以。本制作96片是用的Z11二手散片和带有西电特征的114整块铁芯(见图4、5)
图6、坛子里同学提供的西电整缺口块铁芯.jpg
图5、西电缺口铁芯
绝缘材料:
图5为本例所用的绝缘材料
左边:纯棉纱,用来填平绕不满一层时线槽找平和同层2个相邻绕组的隔离;0.05mm电话纸,层间绝缘用;0.08mm压花电缆纸(这种纸韧性和强度都好过普通电缆纸,浸漆后花纹消失的无影无踪),与聚酯膜搭配组间绝缘用;0.08聚酯膜,与电缆纸搭配组间绝缘用;坑槽纸,整流管灯丝组加强绝缘用;弹性纸,高压牛分半绕制做隔离圈用。
另外还需要一些美纹纸胶带,双面胶带,透明聚酯胶带,聚酯彩色胶带也可以。但不要用塑料的电工胶带,这类胶带耐热性能差,易老化,千万别用它代替。
(二)铁芯分解:
因为系二手铁芯,货场个人在拆牛取铜的操作时,通常比较暴力,多少会对铁芯造成伤害,造成部分拆片有毛刺,这需要用细齒板锉仔细修整,否则会造成电牛插片不平整密实而发生牛叫。(见图14、15)
胆机电牛业余制作!(4)
图14、拆机片多少会有些毛刺.jpg (96.61 KB)
图15、用细刺板锉仔细进行修整后毛刺基本被修掉.jpg (93.61 KB)
分解好的片子用刀片削去四周残余的绝缘漆,用铜丝刷刷掉浮漆(不要用钢丝刷),再用漆刷掸去浮灰备用。
(四)高压牛制作:
高压牛系全波整流形式,为了保证两臂参数一致,次级高压采用分半绕制。
骨架开渗漆孔:业余条件下,一般不会有真空浸漆的条件,为了保证线包能充分浸透绝缘漆,开渗漆孔是必要的,开渗漆孔还有一个作用,待后讲到相关部分时再介绍。根据骨架的大小用2.5-3mm的钻头在骨架上均匀开2-3排孔(见图16)
图16、骨架开渗漆孔.jpg (90.96 KB)
底筒绝缘:在骨架的线槽包裹一层电缆纸,用胶带将电缆纸临时粘住,在包裹电缆纸的线槽四面粘上小块双面胶带(见图17、图44)
图17、底筒绝缘.jpg (85.1 KB)
底筒屏蔽:用0.05mm的铜箔裁成比线槽窄2mm的屏蔽条(没边空1mm),粘在线槽的双面胶带上,焊上引线,套上黄蜡管,在屏蔽条的接缝处嵌入2层电缆纸+ 1层聚酯膜组成的绝缘带,包裹好。特别注意屏蔽铜条千万不能短接(见图18、图45-47) 图18、底筒屏蔽.jpg (92.35 KB)
初级线圈绕制:包裹好屏蔽层以后就可以绕线了,绕线时要注意排整齐。有关送线手势可以参阅我的其他贴子的相关内容。绕完一层加一层0.05mm的电话纸,纸带要比线槽宽一些,如果同宽会出现图19的情况。
图19、层间纸宽与线框相等.jpg (93.01 KB)
至于宽多少应根据漆包线粗细,线槽宽度和绝缘纸的厚度而定。本例为114成品骨架,0.75mm的QZ-2漆包线,0.05mm的绝缘纸,加宽了1.5mm,绕出的效果如图20所示。如果没有经验,绕出了图19的现象时,不要拆了重绕(会损伤漆包线),预先补一条纸带就成,下一层就可以调节过来了。
胆机电牛业余制作!(5)
在用有边框骨架绕牛时同样要遵循外松内紧的原则,就是绕到骨架两边的时候,输线时要适当放松些,一般5-6圈就可以,绕过5-6圈后,输线就拉紧点,但对比较细的线也不要拉的过紧,以免铜线延伸,到一层的最后5-6圈也要松些。还有就是上面一层排线要排在底下一层的线缝的中间,这样只要第一层绕的平整,后面层数的线圈就比较有保证,同时窗口利用率也高。这样有可能有些层数的起始和结尾会出现只可以容纳半根铜线的距离,这时不要强行绕进去,强绕的话会乱,应该就此结束该层的绕线,加好绝缘纸后在这个位置绕下一层的第一匝,这样刚好把上一层就绕在了底下一层线缝的中间,依次绕完。
绕完初级线圈后,如果线槽有宽余,可以安排一组指示灯专用绕组。在宽余的位置,用聚酯胶带缠上2层,再用电话纸缠2层,距离初级线圈3mm以上开始绕,绕完,用绕棉纱的方式将2个线圈隔离,同样以棉纱填充该层没有绕线的地方,这样浸漆以后,铜线随电流的变化造成的颤动现象可以降到最低。(见图21)
初级绕组和指示灯绕组绕好后,就需要进行组间绝缘和屏蔽了。组间绝缘使用2层0.08mm电缆纸夹1层0.08mm的聚酯膜,长度为线圈的2周加一个满搭,宽度与线槽稍微宽一点(就是要撑足)。把裁好的屏蔽铜箔粘在绝缘纸带适当的位置,焊好引线,同时绕在初级线圈的外面,完成绝缘和屏蔽。(见图22、图50-51)
做好屏蔽绝缘后,用聚酯胶带粘住,准备绕次级高压。考虑到本次制作的牛级别比较高,全波整流的高压绕组没有采取传统抽头的绕法,而是采用与绕推挽输出牛相同的分半绕法,这样电源两臂的电参数可以最大限度地保持一致,从而提高电源的整体性能。分半绕法说穿了就是绕两个匝数相同但是相位相反的线圈。讲白了就不复杂了,只要把一个大的线槽均分为两个相同的小线槽,在线槽绕同样匝数的2个线圈,只不过是绕好一个线圈后,绕另一个时线圈要反个身而已。
步骤如下:
1、做分半模板,取一块纸板(弹性纸、白卡纸)裁成与线槽同宽的模板胚,在模胚上划中心线,用刀片在离中心1.3mm两边的位置各刻一刀,刻出个2.6mm左右的缺口,模板就做好了。(见23)
2、画分半基线,把模板放在线槽,用细芯笔画出分半线(见图24)
图24、划分半基线.jpg (95.33 KB)
胆机电牛业余制作!(6)
3、做分半隔离条,用0.4mm(接近所用漆包线直径为好)的弹性纸粘上双面胶,然后用刀片刻出2.5mm的狭纸条备用(见图25) 图25、分半隔离条(圈)裁制.jpg (96.45 KB)
4、粘分半隔离条,将裁好的狭纸条粘在基线内的位置,粘贴时注意留有过线的缺口(见图26)
图26、粘隔离条(圈).jpg (96.73 KB)
5、绕线,粘好隔离条就可以绕线了,绕线、层间绝缘与初级类似。绕好一层线圈就加一层隔离条,线圈绕完,线槽分半也完成。要注意的是两个线圈的层间绝缘纸宽度是不一样的,先绕的一个等于小线槽宽加隔离条宽在强,后绕的一个比小线槽强一些就可以了(2个都在0.3-0.5mm以内),道理与初级一样,只不过线细要少放些宽度。(见图27-29)
图27、绕次级高压绕组的一侧.jpg (97.48 KB)
图28、绕制中的一侧高压绕组.jpg (95.48 KB)
图29、绕制中的一侧高压绕组,随绕制过程加粘隔离圈.jpg (94.28 KB)
绕好一臂后,将线圈连木芯取下,左右掉个身绕另一臂(见图30-31),两臂绕完如图32。
图30、绕完一侧连木芯一起将骨架翻身后绕另外一侧.jpg (94.39 KB)
图31、另一侧高压绕组制作中.jpg (94.48 KB)
图32、两侧高压组完成.jpg (96.61 KB)
由于是正反绕,两个起始端(或结尾端)相当与 一个是头一个是尾,使用时只要把两个起始端连接。在绕的过程中如果有多种电压档处理也十分简单,假如有300V档,360V 档,400V档多档电压的,300V就2个都是绕到300V抽头,350V就都绕到350V抽头。不像传统的绕法,先绕个40的,再绕个60的,再绕个300的,然后在反顺序绕,比较容易错。这样还有个好处,两线圈的起始端只要不在线包内部连接,必要时可以同相并联使用(千万注意相位。弄错相当与短接),输出电流增加50%(注意不是翻倍,翻倍初级线圈承受不了)。高压绕完后,在2臂线圈距离的富余处缠上2层聚酯胶带,2层电话纸绕偏压绕组或者其它辅助绕组均可。绕完后用棉纱隔离 。(见图33 -36)
胆机电牛业余制作!(7)
图33、在空位缠绕3层透明聚酯胶带.jpg (96.89 KB)
图34、再绕3层电话纸,准备绕偏压绕组.jpg (95.8 KB)
图35、绕偏压绕组.jpg (92.32 KB)
图36、偏压绕组绕好后,与高压绕组相邻的空位用纯棉纱绕上隔离.jpg (92.19 KB)
绕好后进行线包外的绝缘与屏蔽,方法与初次级一样,不过绝缘纸带起码要线包的3周以上的长度,铜箔与线圈之间绕1圈,铜箔外面绕2圈,接头安排在窗口里面。(见图37)
图37、线包屏蔽与绝缘.jpg (93.48 KB)
绕好后的线包如图38,图39是线包细部特征。
图38、完成的高压牛线包.jpg (97.55 KB)
图39、绕好后线包的绝缘层与漆包线隔离细部.jpg (92.49 KB)
6、线包整形:由于设计时的指导思想是用足用好宝贵的窗口,在计算时窗口不会留太大的余量。在漆包线应力的作用下,线包中间会起拱,不整形消除应力是没有办法插铁芯的。(见图40)
图40、在铜线的应力作用下线包的中间鼓出,矽钢片插入非常可能,极易损伤线包.jpg (93.78 KB)
线包整形需要准备2块硬实平整的木板,2只5-6英寸的夹马(五金市场有售,大约8元一个)。把线包放入2块木板的中间,加上夹马,调整好线圈位置,然后收紧夹马,到起拱的部分全部收回线槽,静置2昼夜。(见图41、42)
图41、使用硬木地板料夹住线包,再加夹马进行线包整形.jpg (92.1 KB)
图42、被整形线包的另一面.jpg (97.74 KB)
胆机电牛业余制作!(8)
2昼夜后松开夹马线包就整形好了,可以很方便地进行插片(见图43)。但也有些时候会出现松开夹马后,线圈也回复拱出,通常这时因为这线圈用的都是线径比较细的漆包线(本制作实例的扼流圈就是这样),应力比较难消除。这时可以把线圈夹上后,通过渗漆孔给线圈均匀地加上几滴502胶水,静置2昼夜,胶水固化后就不会重新拱出了。
图43、经过整形2昼夜的线包可以很容易的插入矽钢片.jpg (95.43 KB)
关于线包整形有一点必须特别强调,就是整形只对设计上窗口有一定余量,制作是也不过度超差,因为绕线后漆包线应力造成的拱出才会有效。对于设计是就超出线槽的范围或者制作时严重超差,想通过整形来达到目的是绝对没有效果的。有一个方法可以判断已经绕好的线圈是否可以通过整形来达到顺利插片的目的,就是用待插的片子来试。用手用了按住窗口最外部的线圈,看矽钢片从最外部的位置能否有可能插进片子,如果可以就没有问题。本高压牛设计时线槽余量只有0.6mm,绕好后拱出部分最大1.8mm,但线圈最外端有力按住,勉强可以插片,但插到第二片就不行(从图38、图40也可以看出),通过整形就可以象图43那样,从线圈的中间顺利的插片。
五、灯丝牛制作:
1、初级绕制与屏蔽: 灯丝牛的初级绕制方式与高压牛基本一样,底筒绝缘、屏蔽(见图44-47)与高压牛没有什么区别,硬要区别的话,就是线槽的宽度小点。
图44、灯丝牛底筒绝缘.jpg (92.22 KB)
图45、灯丝牛底筒粘上铜箔接线底筒屏蔽.jpg (96.32 KB)
图46、铜箔头尾结合处嵌入绝缘材料隔离,避免铜箔短路.jpg (95.87 KB)
图47、铜箔绝缘包裹后就可以绕线了.jpg (91.29 KB)
图48是绕制中的初级线圈。因为灯丝牛的线槽宽,初级用线直径都小于高压牛,使用层间绝缘纸比线槽放宽的尺寸也要小些,本例用0.53mm的漆包线,用96片子时,层间绝缘纸的宽度只比线槽宽度大0.5mm强些。
图48、灯丝牛绕初级.jpg (95.79 KB)
初级绕好后,最后一层还有空余,因考虑到出线接线板没有空余的位置,没有安排指示灯绕组,空余的地方用棉纱填平(见图49),图中513是220V的匝数,536是230V的匝数
图49、灯丝牛初级,没有绕满处用纯棉纱绕满.jpg (89.56 KB)
胆机电牛业余制作!(8)
初级绕好后进行组间绝缘与屏蔽,与高压牛的方法一样,这里就不复述了。图50是将铜箔粘在绝缘纸上,图51是加绝缘纸并进行屏蔽。
图50、初次级间的屏蔽先把铜箔粘在绝缘纸上.jpg (96.63 KB)
2007-11-30 00:12
图51、将粘上铜箔的绝缘纸绕在初级线圈上,绝缘屏蔽一次完成.jpg (91.29 KB)
2007-11-30 00:12
2、次级绕制:因为灯丝牛次级绕组一般用线比较粗 ,如果绕组没有抽头还比较好办,顺序绕完就成,如果绕组有抽头就比较麻烦,如2.5+2.5V ,3.15+3.15等等,对于大线径的抽头一般很难处理,就是处理线包也不平整,很难看,还会影响后面的绕制。使用应当使用其它办法来解决,如引线接出法。
引线接出就是在需要抽头的位置,用刀片很小心地将漆包线上的绝缘漆刮去一些,使漆包线露出铜的本色,然后用多股软线(本例使用从特富龙软线里拆出的多股镀银线)缠上,小心用焊锡光洁地焊牢,将软线引出(见图52)。
abbr_a62e74203d6279805159adc6e3a1bf7c.jpg (88.46 KB)
2007-11-30 00:12
取粗一些的黄蜡管在适当的位置剪一口,一端套入漆包线与软线的焊接处,另一端套入引出软线。再在连接位置夹入2层电缆纸和2层聚酯膜并对折,对焊接处再次进行绝缘,然后以后面绕的线圈压住绝缘纸就可以非常可靠的绝缘了。绕完一组进行收尾,再绕同层其它组。(见图53、54)
图53、抽头处仔细焊接光滑后,套上黄蜡管,嵌入2层聚酯膜加2层电缆纸进行绝缘.jpg (90.1 KB)
2007-11-30 00:12
图54、压住嵌入的绝缘纸,嵌入电缆纸3层折叠的纸带,做收尾用。绕至线尾穿过纸带收尾.jpg (96.65 KB)
2007-11-30 00:17
同层的绕组绕好后,用棉纱隔离相邻的2组线圈,也可以称填充空隙(见图55)
图55、同层两组绕组间绕纯棉纱进行隔离.jpg (92.98 KB)
2007-11-30 00:17
一层绕好后,进行组间绝缘。灯丝牛次级的电压虽然不高,但各不同灯丝之间的电位差可能非常高,有可能数百伏甚至上千伏。好多成品牛对于灯丝部分的组间绝缘非常不重视,经常草草了事,这时十分可怕的,也是危险的。灯丝部分绕组的组间绝缘与高压部分的组间绝缘一样重要,必须同样对待,甚至更要加强。本例的整流管专用绕组就是例子。
3、整流管灯丝专用绕组:整流管灯丝绕组在工作的时候一般带有数百伏的高压,以本例高压牛来看,CLC滤波灯丝绕组的电压会在450V左右,绕好高压串联,二极管整流后用胆管缓冲,电压可以在千伏以上,也就是说与其它管子的灯丝存在非常高的电位差。使用整流管灯丝绕组的绝缘要进行特别的处理。
在进行过组间绝缘处理的线圈加上一层坑槽纸(宽度为灯丝绕组的2个宽多一些),四角剪一个口(剪口宽相当与线圈的宽度),然后绕线(见图56)。
图56、整流管灯丝专用绕组绝缘.jpg (91.08 KB)
绕好后把坑槽纸反上线圈盖住,在每个剪口的位置盖上一片坑槽纸条,用聚酯胶带缠牢(见57)。在灯丝位置的旁边绕3mm宽的棉纱,就可以绕其它绕组了。绕好全部绕组后,进行绝缘、屏蔽。整形等,与高压牛的流程基本一致。
abbr_9fe5473f5d0f84fdff69e4c2a330a91d.jpg (88.2 KB)
六、扼流圈
扼流圈的绕制与灯丝牛的初级绕制相同,比较简单,就不特别介绍了。图58是绕制中的扼流圈,扼流圈只需要底筒和线包外的屏蔽。
图58、绕制中的扼流圈.jpg (92.87 KB)
以上分别介绍了高压牛、灯丝牛和扼流圈线包的绕制,如果掌握了线包绕制的技巧,并付诸实践成功,那这牛就可谓已经成功了60%了。对于高压绕组与灯丝绕组在一起的牛,完全可以参照以上的方法进行。
绕组的安排也可以在遵循一定原则的前提下自由发挥,绕组安排的一般原则是:初级先绕,然后按电流大小,电流小的安排在里层,电流大的安排在外层,这时因为电流小的绕组线圈的发热量比较小,电流大的发热量比较大,在变压器线圈的1/3—2/3的位置,散热是比较差的,所以应该避免把发热量大的绕组安排在这一段位置,而应该安排发热量小的小电流绕组,在2/3以外的位置散热比较好,安排大电流绕组时正好满足其散热要求。当然也不要死搬教条,有时候也需要灵活应用,如对于匝数少的小电流绕组(如偏压绕组,延时电路的辅助绕组等)就可以利用大电流组之间的间隙,在可靠绝缘的情况下,安排绕制;单独安排一层绕制的话有可能会造成窗口的浪费。
线包绕好并整形完成后,测一下各组的绝缘,有条件可以进行一下耐压测试,没有问题就可以进行插片。
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