测试层压变压器

涵盖层压变压器和准确测试方法的文件

1、叠片变压器测试简介

叠片变压器主要用作工频、低频和低/高压升、降压变压器。

两个线圈缠绕在磁芯上，从而实现磁耦合。
这两个线圈称为初级线圈和次级线圈。
磁芯材料往往由软磁材料薄片（约 0.35 毫米厚）构成，通常由 4% 硅钢制成，称为叠片，它们通过清漆相互绝缘。
这些薄片通过增加涡流电流的阻力来减少涡流。

在插入绕组之前，铁芯已部分组装，一旦插入，剩余的层压板就会交错，以避免所有接头都进入一处，然后将接头交错排列，类似于砌砖。
层压变压器用于大多数低频应用，通常在 50Hz 到 400Hz 之间。初级往往具有高电感，这允许低频使用且磁芯损耗最小。

层压变压器提供以下功能：-

高压升压。
低压降压。
高电流输出。
隔离。

出于本文档的目的，我们将重点关注降压层压变压器。
通过设计初级和次级绕组的匝数，可以实现任何所需的升压或降压变压器。
在电源变压器中，初级和次级之间的耦合必须“紧密”，以减少漏电抗，否则电抗的下降将相当大，并且会随着次级电压和电流的变化而变化。
因此，层压变压器采用同心绕组缠绕（初级和次级绕组以一半匝数缠绕在芯柱上，一个在另一个之上（以提供紧密耦合），并具有中间绝缘层。

2、Laminate TX 的合适测试

AT 系列测试仪能够执行以下适用的层压变压器测试：

CTY： CTY 是一项连续性测试，旨在确保变压器正确固定在其夹具中，并且所有绕组端接完整性良好。最小电阻为 10 kOhms 至 10 MOhms。

R： R 是电感器由于绕组电阻而提供的直流电阻。电阻越低，电感器可处理的电流越大。电阻以 mOhms 至 MOhms 为单位

VOC：电压开路，该测试向初级绕组施加电压，并读取次级绕组中感应的电压，结果以 100mV 至 500 V 的次级电压表示，测试电压为 1 V 至 270V @ 20 Hz 至 1.5千赫。相位也以极性来测量，即正（同相）、负（反相）。

IR：绝缘电阻测试旨在检查绕组之间的屏蔽和绝缘是否不良。测量电压和电流，并将电压除以电流，绝缘电阻测量值以 MOhms 至 GOhms 为单位，测试电压为 100V 至 7 kV @ DC。

MAGI：磁化电流是磁化磁芯所需的电流和提供磁芯损耗所需的电流的组合。结果以 1 mA 至 2 A（3A 峰值）的电流和 1 V 至 270V @ 20 Hz 至 1.5 K Hz 的测试电压表示。

STRW：在空载且次级开路的情况下，变压器仍会吸取电流，该电流与磁芯损耗（涡流和磁滞）成正比。法拉第定律表明，如果电压和频率按比例增加，则磁芯损耗应保持不变。因此，如果检测到功率急剧增加，则表明绕组出现故障。结果以 1 mW 至 40 瓦的瓦数表示，测试电压为 1 V 至 270V @ 20 Hz 至 1.5 kHz。

HPAC：耐压交流测试是隔离安全测试，测试绕组之间以及绕组与铁芯和绕组与屏蔽之间的隔离。测量每个测试点之间的电流，并以 mA 至 mA 为单位，测试电压为 100V 至 5.5 kV @ 50Hz 至 1 kHz。

典型的层压板测试顺序可能是：

CTY 连续性。
R 电阻。
VOC 电压开路。
MAGI 磁化电流。
STRW 应力瓦数。
IR 绝缘电阻。
HPAC 高电位交流电。安全测试。

3、CTY&R（导通和电阻）测试

连续性是一项简单的测试，可确保夹具和变压器已正确插入。

提供的测试参数范围为 10 kOhms 至 10 MOhms，10 kOhms 通常用于速度，并将测试每个绕组和终端的值小于 10 kW。

电阻是电感器由于所用磁线的电阻而提供的直流（DC）电阻。电阻是不需要的特性，它是所使用的电线或导电材料的副产品。电阻测量通常在所有绕组上进行，并且与变压器的设计直接相关，以在该绕组内承载特定量的电流。电阻越低，电感器的载流能力越高。

图 1 （典型的层压降压变压器布局）。

图 2 显示了主设备上 R 所需的参数。
电阻限值选择为 100 欧姆 +/- 5% 标称值的百分比。
次级绕组也将进行电阻测试。

图 2。

4、VOC（电压开路）测试

电压开路测试是匝数比测试的高压版本。返回的电压结果与初级匝数与次级匝数成正比，而不是返回比率结果，即 2:1、1:2 等。
提供的测试参数范围为 1 V 至 270 V，测量范围为 100 mV 至 500 V。还考虑了相位，可以选择正（同相）或负（反相）。

图 3 显示了示例变压器初级和次级绕组上 VOC 所需的参数。
电压和频率水平已选择为美国线路频率主电源 110V @ 60Hz，电压限制选择为最小 52 V 和最大 60 V。相位已设置为 +ve。

图 3。

5、STRW（应力瓦特）测试

应力瓦特测试的主要作用是指示绕组匝间绝缘的故障。
该测试可用于具有非常细导线的绕组。在空载和次级开路的情况下，变压器仍会吸取电流，该电流与磁芯损耗（涡流和磁滞）成正比。磁滞是在每个周期中通过改变磁芯的磁状态而消耗的能量，而涡流是随时间变化的磁通在磁芯中感应的电流。
法拉第定律表明，如果电压和频率成比例增加，则磁芯损耗应保持不变。因此，如果测量到功率急剧增加，则表明存在绕组故障。

应力瓦特测试需要 110V @ 60Hz 的工频变压器在 220 V @120 Hz 下进行测试。从 110V @ 60Hz 到 220V @ 120 Hz，磁芯损耗不应有太大变化，从而允许对绕组进行双倍的电压应力测试。

图 4 显示了示例变压器次级绕组上 STRW 所需的参数。电压和频率水平选择为感应电压和频率的两倍，最大功率设置为 2 瓦，停留时间为 1 秒。

图 4。

6、MAGI（磁化电流）测试

磁化电流测试通常在使用叠片铁芯的变压器上进行，叠片铁芯设计用于在 BH 曲线的整个范围内运行。
BH 曲线以磁化力 (H) 和产生的磁通密度 (B) 的形式显示磁性材料的特性。
磁化电流是建立磁芯磁通所需的电流，其结果是磁化磁芯所需的电流和提供磁芯中由磁滞电流和涡流组成的损耗所需的电流的组合。
磁滞是在每个周期中通过改变磁芯的磁状态而消耗的能量，而涡流是随时间变化的磁通在磁芯中感应的电流。

图 5：磁化电流等效电路。