第三章 变压器材料介绍

一 线架 Bobbin

一) 作用：顾名思义，Bobbin(线架或骨架) 在变压器中起支撑Coil(线圈) 的作用。

二) Bobbin 的分类：

1 、依据变压器的性质要求不同，按材质分为：热塑性材料，热固性材料。热塑性材料我们常用的有尼龙(NYLON) ，塑料(PET) ，塑料( PBT) 三种。热固性材料我们常用到的有电木(PM) 。

2 、依据变压器的形状不同，Bobbin 又分为立式，卧式，子母式，抽屉式，单元格，双格。

三) 特性及用途：

1 、电木(PM) ：热固性材料，稳定性高，不易变形，耐温150°C ，可承受370°C 的高温。表面光滑，易碎，不能回收。用于耐温较高的变压器。

2 、尼龙(NYLON) ：热塑性材料，工程塑料，延展性好，不易碎，耐温115°C ，易吸水，使用前先用80°C 的温度烘烤，使固性稳定。表面光滑，半透明，不易碎。一般用于耐油性强的变压器上。

3 、塑料(PET) ：热塑性材料，510 系统，硬性高，易成形。不易变形，耐温170°C ，表面不光滑，不易碎，一般用于绕线管。

4 、塑料(PBT) ：热塑性材料，较软，不易变形，不耐高温(160°C) ，表面不光滑，不易碎一般用于绕线管

※ 热塑性材料可回收使用：第一次为20%，第二次为15%，第三次7% 。

二 铁芯Core

铁芯从用途上分高、低频、Coil 三种：

1 、高频类：铁粉芯Ferrite core

Ferrite core 用于高频变压器 它是一种带有尖晶石结晶状结构的陶磁体，此种尖晶石为氧化铁和其它二价的金属化合物。如kFe2O4(k 代表其它金属) ，目前常使用的金属有锰(Mn) 、锌(Zn) 、镍(Ni) 、镁(Ng) 、铜(Cu) 。

其常用组合如锰锌(Mn Zn) 系列、镍锌 (Ni Zn) 系列及镁锌(Mg Zn) 系列。此种材具有高导磁率和高阻抗的物理特性，其使用频率范围由1kHz 到超过200kHz 。

2 、低频类：硅钢片(LAMINATION)

　硅钢片用于低频变压器，其种类很多，按其制作工艺不同可分为A ：锻烧(黑片) 、 N ：无锻烧(白片) 两种。按其形状不同可分为：EI 型、UI 型、C 型、口型。

口型硅钢片常在功率较大的变压器中使用，它绝缘性能好，易于散热，同时磁短路，主要用于功率大于500~1000W 和大功率变压器中。

由两个C 型硅钢片组成一套硅钢片称为CD 型硅钢片，用CD 型硅钢片制作的电源变压器在截面积相同的条件下，窗口愈越高，变压器功率越大。由于铁芯两侧可以分别安装线圈，因此变压器的线圈匝数可分配在两个线包上，从而使每个线包的平均匝长较短，线圈的铜耗减小。另外如果把要求对称的两个线圈分别绕在两个线包上，可以达到完全对称的效果。

由四个C 型硅钢片组成一套硅钢片称为ED 型硅钢片。ED 型硅钢片制成的变压器外形呈扁宽形，在功率相同的条件下ED 型变压器比CD 型变压器矮些，宽度大些，另外由于线圈安装在硅钢片中间，有外磁路，因此漏磁小，对整体干扰小。但是它所有线圈都绕在一个线包上，线包较厚，故平均匝长较长，铜耗较大。

C 型铁芯性能优异所制作的变压器体积小、重量轻、效率高，装配的角度来看，C 型硅钢片零件很少，通用性强，因此生产效率高，但是C 型硅钢片加工工序较多，作较复杂，需用专用设备制造，因而目前成本还较高。

我们主要使用的是EI 型硅钢片。E 型硅钢片又称壳型或日型硅钢片，它的主要优点是初、次级线圈共同一个线架，有较高的窗口占空系数(占空系数Km ：铜线净截面积和窗口面积比) ；硅钢片对绕组形成保护外壳，使绕组不易受到机械伤损伤；同时硅钢片散热面积较大，变压器磁场发散较少。但是它的初次级漏感较大，外来磁场干扰也较大，此外，由于绕组平均周长较长，在同样圈数和铁芯截面积条件下，EI 型铁芯的变压器所用的铜线较多。

硅钢片的厚度常用的有0.20mm 、0.35mm 、0.5mm 三种。

硅钢片的组装方式有交迭法和对迭法两种。交迭法是将硅钢片的开口一对一交替地分布在两边，这种迭法比较麻烦，但硅钢片间隙小，磁阻小，有利于增大磁通，因此电源变压器都采用这种方法。对迭法常用于通有直流电流的场合，为避免直流电流引起饱和，硅钢片之间需要留有空隙，因此对迭法将E 片与I 片各放一边，两者之间的空隙可用纸片来调节。

我们厂常用的有硅钢片材质有Z-11 、H-18 、H-50 、H-14 等，其中以Z-11 硅钢片性能最好。通常表示方法如图3.1 ：

3 、Core 类：分三种类型(如图3.2) 。

a 、TOROID 环形铁芯：将O 型迭片而成，或由硅钢片卷绕而成。此种铁芯对绕线来说非常不易。

b 、ROD Core 棒状铁芯。

c 、DRUM Core ：鼓形铁芯。

三套管TUBE

Tube 种类繁多，用途广泛，我们常用的有Teflon(铁氟龙) 、硅质套管、玻璃纤维硅胶套管、 硅橡胶套管、硅胶玻璃纤维套管、腊套管、PE 热缩套管、PVC 套管、热缩套管。

1 、Teflon

铁氟龙为塑料中耐温最高(280°C ～300°C) 最耐强酸、强碱、最抗粘、最滑溜耐磨的工程塑料材料，而广泛用于机械，汽车，电子，化工阀门等零件。铁氟龙为讯号、仪控纲路及耐热电线电缆的最佳绝缘材料，成功用于各类家电用品(微波炉、电烤箱、吹风机、电饭锅……) ，通讯设备/计算机、各类化学、机械及电气/电子工业领域。

其中 Teflon Insulation Sleeving 由于耐高温、耐电压(300V) 而广泛用于航天、汽车、医疗、电子变压器、通讯等科技工业。

Teflon insulation sleeving 是变压器进出线绝缘的最佳材料，其主要性质如下表：

Teflon Insulation tubing ：L 、T 、S 、Type

L Type ：Wall thickness ：0.15mm~0.2mm Dielectric strength ：3600V ；

T Type ：Wall thickness ：0.3mm~0.35mm Dielectric strength ：7200V ；

S Type ：Wall thickness ：0.5mm~0.60mm Dielectric strength ：12000V ；

2 、硅质玻璃纤维套管 (Silicon Glass Fiber Sleeving Character)

硅质玻璃纤维套管是以无碱性玻璃纤维纱编织成管，经特殊的一种树脂浸涂处理，再以适当的温度烘干而制成，它具有极佳的电气绝缘性，且耐燃耐温、耐电压、耐湿、在零下50°C 低温时仍能保持柔软。在高温200~250°C 亦不损电气特性，另外皮膜十分强韧，耐曲折。适用于H 级马达、干式变压器、炭刷、冷冻机、冷气机、投射灯、卤素灯、吸顶灯、落地灯及发热体的导线、机械高温配线和保护所适用。

硅质玻璃纤维套管在变压器中常用于CT 绝缘，其耐油性、抗剪性、耐磨性极佳，耐酸碱、水、液态氧、有机溶剂；耐温180°C，耐电压1.5KV 。

3 、硅胶套管 (Silicon Rubber Tube)

四 胶带Tape

1 、电气胶带的构造

从一卷3M#1350 粘贴胶带的外表，会令人联想到它所牵涉的物料科学、技术和先进生产处理等复杂性质。电气胶带的基本结构：分离涂层(Release Coating) 、带基/基材(Backing) 、涂底剂(PrimerCoating) 、粘剂(Adhesive) 。(如图4.1)

2 、常用的胶带

我们以带基/基材的不同分类有：环氧胶带(Epoxy tape) 、聚酰亚胺胶带(Polyimide tape) 、聚四氟乙烯胶带(PTFE Tape) 、乙烯树脂胶带(Vinyi Tapy) 、聚酯薄膜(Polyeseter Taye) 、强化纤维胶带(Filament Tape) 、合成物薄膜(Composite Tape) 、玻璃布(Glass Cloth) 、乙醋酸布(Acetate Cloth) 、纸带(Paper)

3 、各种胶带有特性及用途

3.1 环氧胶带(epoxy tape)

环氧胶带抗焊接、抗穿刺、质薄、绝缘强度高、从形性好，UL 认可耐温程度达150°C及防燃。这种结构的胶带功能广泛，其HI - POT 在5KV 以上。

3.2 聚酰亚胺胶带 (polyimide tape)

这种胶带以聚酰亚胺为-带基/基材的胶带适用于Coil 、缠结的电线和电容器。它能承受极大的温差，保持其物理及电气性能不变。其热固硅/硅的压敏胶粘剂提高聚酰亚胺胶带的稳定性。其耐温为180°C，HI - POT 为7.5KV 。

3.3 聚四氟乙烯胶带(PTFE Tape)

这些耐高温薄膜胶带在温差极大时使用仍可保持其性能不变，收缩程度低，有极佳的抗化学品能力、抗电弧能力强、且不含碳化物质。其耐温为180°C，其HI - POT 为9.5KV 。

3.4 乙烯树脂胶带(Vinyi Tapy)

乙烯胶带揉合了聚氯乙烯带基的灵活性及具备优良的电气绝缘性能。它的绝缘强度高，抗湿气、紫外线、磨损、腐蚀、碱和混合物。 其压敏橡胶粘剂适用温差能力良好。胶带不褪色，用于迅速辨认电流相位、导线、导管和安全地带。 乙烯胶带提供主要电绝缘达600 伏特，亦可用于高压电缆电线缠结和电视消磁Coil 的封装操作。Hi - Pot>8KV 最高可达12KV 。

3.5 聚酯薄膜(Polyeseter Taye)

这种胶带适应于需要薄质、耐用和高介电/耐电压强度材料时的绝缘用途。它必须比醋酸脂薄膜胶带耐温度。 聚脂薄膜胶带从形性好、有极佳的抗化学品、抗化剂和防潮能力，并可承受切割及磨损。 耐温130°C，Hi-Pot ：5KV 。

3.6 强化纤维胶带(Filament Tape)

这种胶带特别适用于需要聚脂薄膜的高介电强度/高耐电压和玻璃布胶带的高度机械强度的情况。它的延展强度低、韧度高和抗撕裂，在130癈 或以下范围使用这种胶带，比使用玻璃布胶带的成本为低。 它可用来固定引线及端子板，并可缠结Coil 。

3.7 合成物薄膜(Composite Tape)

这种结构的结合聚脂薄膜的高介电/耐电压强度和抗撕裂性质以及无纺聚酯薄垫的软垫特性，并备有三种厚度可供选择。这种胶带即我们常说的44#醋酸布(ACT) ，其耐温为130°C ，Hi - Pot ：5.5KV 。

3.8 玻璃布(Glass Cloth)

玻璃布胶带用途最广泛且从形性最佳，它在纺织产品中最耐热和韧力最高，并能有效地吸收电气绝缘漆和树脂其耐温130°C以上，HI - POT ：3KV 。

3.9 乙醋酸布(Acetate Cloth) 、

这种胶带适用于Coil 包封。从形性高。能扺受105°C的高温，乙醋酸布并能有效地吸收树脂和绝缘漆。 HI-POT ：3.5KV 。

3.10 纸带(Paper)

这些胶带具软垫功能，抗穿刺和韧度高。其绉纹及纤维带基物料具有极高从形性，用于Coil 包封及105°C 或以下温度范围。 HI - POT ：2KV 。

五 漆包线WIRE

1 、 漆包线的种类及用途：

聚脂瓷漆包线 (P ．E ．W ．)

聚脂瓷漆包线是以耐热的Terephthalic Polyester 树脂为主体的油脂为绝缘皮膜烤漆于导体而成。

特性：

• 耐热性比合成树(P ．V ．F ．) 漆包线、U ．E ．W ．漆包线优越

• 耐药性(碱性除外) 、耐溶性优良

• 机械强度可与合成树脂(P ．V ．F ．) 媲美

• 力率、诱电率可与U ．E ．W ．漆包线媲美

• 耐碱性、耐湿性比合成树脂漆包线(P ．V ．F ．)

聚胺基甲酸脂漆包(U ．E ．W ．)

聚胺基甲酸脂漆包是以Polyure thane 树脂为主体的油脂为绝缘皮膜，烤漆于导体而成。 其最大的特点为皮膜在300°C 以上时，能于短时间内溶解，所以可不剥皮而作焊接工作。

耐热性比合树脂(P ．V ．F ．) 漆包线优越(E 种) 机械强度可与合成树脂(P ．V ．F ．)漆包线比美。

特性：

• 耐热性比合成树(P ．V ．F ．) 漆包线优越

• 因能不剥皮作焊接工作，故可提高工作效率

• 耐酒精系列溶剂比一般漆包线差稍许，但实用上并无影响

聚乙烯醇缩甲醛漆包线(Ｐ．Ｖ．Ｆ．)

聚乙烯醇缩甲醛漆包线(P ．V ．F ．) 是以合成树脂漆包线中最早开发一种，以Polyving formal 树脂为主体，另附加硬化性树脂的油脂为绝缘皮膜烤漆于导体而成。

特性：

• 绝缘皮膜极为强热性比合成树(P ．V ．F ．) 漆包线、U ．E ．W ．漆包线优越

• 耐药性(碱性除外) 、耐溶性优良

• 机械强度可与合成树脂(P ．V ．F ．) 媲美

• 力率、诱电率可与U ．E ．W ．漆包线比美

• 耐碱性、耐湿性比合成树脂漆包线(P ．V ．F ．)

聚亚胺聚脂E ．I ．W ．漆包线

涂料为Polyester-imide 树脂作成。 具有高热安定性和高介质强度。

特性：

• 耐热冲击性良好

• 耐磨性佳、柔软性好

• 耐热性及耐化学药品性佳

• 耐冷R-12 及R-22

聚亚胺醯胺漆包线(A ．I ．W ．)

涂料为Polyamide-imide 树脂作成，有优的稳热性。

特性：

• 耐热性优

• 耐磨性佳

• 耐化学药品性佳

• 耐冷R-12 及R-22

自融性聚胺脂漆包线(S ．B ．W ．)

融着性U ．E ．W ．漆包线是U ．E ．W ．漆包线上面再加一层热可塑性皮膜。

特性：

• 具有U ．E ．W ．漆包线的全部特点

• 可节省Coil 真空含浸时间的加热干燥处理，提高工作效率，降低成本

• 可与层间纸粘着，防止线间滑落

油性树脂漆包线(E ．W)

油性树脂瓷漆包线是最早普遍被使用的漆包线，以天然树脂与干性油为主的油质为绝缘皮膜，依规定厚度烤漆于导体而成。

特性：

• 在漆包线中，体积最小，可使Coil 轻巧化。节约使用材料降低成本

• 耐水性优良，耐湿性佳，短期负热载性佳

• 因耐溶性剂，耐油性差，故浸油时有选择溶剂的必要。

• 耐磨性比其它漆包线差，不适于笨重的绕线作业

2 、WIRE 其它常识

2.1 2UEW 耐温120°C，可以直接焊锡；而PEW 耐温155°C，180°C ，焊锡时脱皮。

2.2 丝包线用于显示器，不耐潮。

2.2 绞线用来取代较粗的单芯线。

A 、换算公式：股数*Φ 数x1.155(系数) =? Φ (线径)

如0.6Φ x4P= 1.386Φ (4)^1/2 x0.6Φ x1.155=1.386Φ

B 、50cm 至少25 绞，绞数多则DCR 高。

各种漆包线的检验标准

六 胶Epoxy

1 、用途：在变压器中，胶用于接合、固定或灌注。

2 、胶的储存与使用方法：

2.1 胶放置久未使用，会有沉淀现象，使用前先搅拌均匀；

2.2 部分种类的胶需冷藏储存(在包装外会标明保存温度：5°C ~10°C) ，取出使用，如有固体或结晶现象时应先搅拌或加温至25°C ~35°C 使之软化。

2.3 凡化学品都有使用期限，逾期化学品不宜使用

3 、胶的种类

3.1 常用的胶大约可分为

3.1.1 环氧树脂系Epoxy Resin

3.1.2 硅铜系

3.1.3 压氧系

3.1.4 氰压克力脂：瞬间胶水

3.1.5 热熔胶：封固零件或接点

4 、胶按其组成不同分为单剂型、双剂型和三剂型(不常使用)

4.1 单剂型：制造厂商已将树脂与硬化剂调好，其化学娈化过程缓慢，通常需要冷藏，使用后加热使其硬化。

4.2 双剂型：树脂与硬化剂分开，可于室温下保存使用时将二剂依正确比例混合，必须搅抖均匀，否则烘烤不干。正确比率混合且经搅拌均匀的胶，通常要在室温下即可硬化，故需视使用量调合，以免浪费。

5 、使用说明如下：

5.1 环氧树脂系：

甲、灌注用

A 、升龙E505(透明) 或E505B(黑色) 硬化剂927

混合比率E505(505B)：927=10 ：3

通常用于Pulse X’FMER 灌注用，填满Case ，本胶不可直接接触到Coil ，尤其Ferrite ，小型Coil 会使电感值下降。本胶混合后必须搅拌均匀至略见起泡调合后在70 分钟内用完，否则太久胶会变稠，使用不便。本胶调合后可放入抽真空机慢慢抽等气泡抽出后灌注使用；如未抽真空，灌注后烘烤，烤箱温度应由低温慢慢上升至100°C ，烘烤前20 分钟内会冒出气泡。应常去观看，用酒精喷洒使气消除。干后表面光滑，正常作业下采用此方法。

B 、升龙E505(透明) 或E505B(黑色) 硬化剂834

混合比率E505(505B) ：834=10 ：1

本胶快速硬化，搅拌均匀，约15 分钟即开始变稠，使用不便，一次不能调多，特别注意：

a 本胶不可直接接触到Coil ，否则电感下降；

b 本胶可作灌注用，也可使用在pulse X’FMER 固定Lead 及Case 用(使用宜将Coil 挑高，以防碰到Coil)

c 本胶发热即开始要变稠，调好后最好二人以上同时使用；

d 本胶灌后约烤20 分钟即硬固。

C 、大格5056A ，5056B 比率4 ：1 (同1 项)

D 、大格5068A ，5068B 比率2 ：1 (同2 项)

E 、大格5062A ，5062B 比率1 ：1

本胶原用在录音磁头灌注用，为透明胶，厂内经常用在固定Core 与Bobbin 间，作固定用。其为透明色，沾到Pin 不容易察觉，使用小心。

F 、国森C907A ，C907B 比率1 ：1 (同5 项)

烘烤80°C ，30 分钟硬化。100°C 20 分钟硬化

5.2 接合固定用：大部分为单剂型

A 、 AMICON A-359

用在Core 接合固定或Core 与Bobbin 之间的粘着固定。

本胶由于颗粒较粗，若涂在两片Core 的接合面，则形成Gap 较大，影响感值，故一般使用都是点在Core 接触处的外面两侧。

本胶硬化(Curing) 收缩率大，遇到Core 强度不足者，会有使Core 裂痕的象。

※ 本胶冷藏保存时一年内使用。

※ 本胶110°C 烤2 小时硬化

B 、万联WK-1316 ，WK-1305 (同1 项)

冷藏保存时藏三个月。

C 、大格C2089

本胶颗粒较细，可直接涂于两片Core 接合面，收缩率大，遇到Core 强度不足者，会有使Core 裂痕的现象

冷藏保存藏三个月

D 、EP-106 EP-108 日本ㄆㄨㄗㄅㄨ 公司

本胶颗粒细，涂于Core 的接合面，形成的Gap 极小，故可直接涂于Core 的接合面；本胶烘烤先略为液化再硬化，在液化阶段较滑，使原对齐的接合面滑动，才使用本胶时应用夹具把Core 固定。110°C 烘烤2 小时。

本胶冷藏保存三个月

5.3 绝缘用：

5.3.1 国森C909A ，C909B 混合比率A ：B=3 ：1 俗称耐压胶，能防止HI - POT击穿。

5.4 硅铜系

硅铜树脂耐紫外线，抗氧化耐化学品，耐热性均良好，在室温下抗震性良好。通常用在Pulse X’FMER Coil 保护胶，即先用此胶灌注Coil 四周，烤干后再灌黑胶；

A 、RTV

本胶冷藏保存，取出后可直接灌注保护Coil ，烘烤30~40 分钟即可硬化，

B 、信杰KE-441 (同1 项)

本胶太粘稠时可加稀剂

本胶可冷藏保存，也可在室温25°C 下保存6 个月

C 、国森C152A ，C152B 混合比率A ：B=3 ：1

俗称弹性胶用于Coil ，保护作用，避免灌注黑胶Epoxy 时使电感下降。

以上三种胶用在Pulse X’FMER Coil 的保护隔离作用三种胶各有不同的介电常数灌胶后Coil 的线间电容Cw 会升高一倍左右。三种胶以152A/B 胶最便宜，RTV 最贵，KE-441 流动性较好，对HI - POT 防治性较佳。

D 、希玛(TECHFORM) C533

本胶为硅酮类拒焊剂白色糊状胶，加热固化后成为略带透明的弹性体，可以撕下，以前KS 做Pulse X’FMER 时 Lead 插入Case 内Pin 位置有空隙，为防止灌注时溢胶，在外面底部先涂上本胶，待黑胶烤干后撕去。

本胶一般可用于电子零件上不欲焊锡的部分涂上，过完锡炉后撕去。

本胶在室温25°C 下1 小时可自然硬化。

5.5 厌氧胶

厌氧胶大部分为单剂型液体，在有氧气存在的环境下不会硬化，一旦隔离氧气则可在室温下硬化，当接着面是铁或铜金属时，会加速其反应，也可用催化剂加速其固化。

A 、LOCTITE ：C325 厌氧胶 LOCTITE ：C707 催化剂

Core 两片，一片涂C325 ，一片涂C707(涂在Core 接合面) ，两片Core 组装接合对齐，用耳夹夹住可在2-5 分钟固化，如不使用催化剂，单用C325 加热110°C 20 分钟固化。

本胶室温保存：C325 半年，C707 未开封半年，已开封一个月

本胶对皮肤有刺激性使用前抹护手膏或戴手套，用后即洗手。

B 、压克力胶

本胶一般为双剂胶。A 、B 二剂一旦接触可在室温下固化，不必有正确的混合比率，也没有环氧树脂硬度过大的缺点。

OKURA ：L0-2000A 白色

L0-2000B 蓝色

Core 两片接合面分别涂A ，B 剂组装接合用耳夹夹住3~5 分钟固化，2 小时完全硬化，可烘烤缩短硬化时间，室温保存：1 年。