高压开关柜的速断保护和过载保护 开关电源的关键元件(1)

开关电源中,高频变压器或电感是不可或缺的关键元件,然而绕制它的电磁线,则是除了磁芯之外的关键材料。

电磁线是带绝缘层的导电金属线,在工频变压器、高频变压器、电感、电动机、发电机中应用广泛。它的作用是通过电流来产生磁场,或者切割磁力线产生电流,从而实现电磁能量的互相转换。

电磁线,分为漆包线、丝包线、无机绝缘线、三重绝缘线等多种类型。

漆包线

漆包线是表面有一层均匀漆膜的绝缘线。它光滑柔软绝缘性能好,适于手工或自动化绕制,成本低廉。

漆包线的线径都指的是裸导线直径。目前常用的大多是高强度漆包线(QQ型)。

下图是国内外漆包线规格表:

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我国采用公制线规。上表中的AWG为美制线规,SWG为英制线规,线号愈大导线愈细。

欧美国家常用“圆密耳”作为导线横截面积的单位,换算式为:

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三重绝缘线

1、结构特点

三重绝缘线(Triple Insulated Wire)是一种高性能绝缘导线。

它有三个绝缘层:

第一层,是呈金黄色的聚酰胺薄膜,国外称之为“黄金薄膜”,厚度仅为几微米,可承受3kV的脉冲高压;

第二层,是高绝缘性的喷漆涂层;

第三层,(最外层)是透明的玻璃纤维层。

绝缘层的总厚度仅有20~100μm。

三重绝缘线适用于尖端技术、国防领域,制作微型电机绕组、小型化开关电源的高频变压器绕组。优点是绝缘强度高(任何两层之间都能承受交流3000V的安全电压),不需要加阻挡层来保证安全边距,也不用在级间绕绝缘胶带层,而且它的电流密度大。

用它绕制高频变压器,比用漆包线体积可减小一半。三重绝缘线不如漆包线柔软,需加温到200~300℃才能变软进行绕制操作,绕制完成遇冷后线圈即可自动成型。

三重绝缘线的结构分为三种:标准型、自粘接型、绞合线型。

标准型结构,它的绝缘层材料可选软钎焊的聚酯类耐热树脂和聚酰胺类树脂构成,具有良好的电气性能,它的结构如下图所示:

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以UEw、TEX—E标准型三重绝缘线为例,主要性能指标见下表:

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自粘接型结构,是在标准型的外侧附加了自粘着层,适合于无骨架线圈。

绞合线型,它的导线是多股绞合线,外侧具有三个绝缘层,适用于高频领域。

2、产品分类

TEX—E标准型三重绝缘线的产品分类见下表:

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3、使用注意事项

a、存放及使用环境

当环境温度为-25~30℃,相对湿度为5%~75%,保存期为一年。禁止在高温、高湿度、日光直射、粉尘环境下存放。过保存期的线材,须重新做绝缘击穿及耐压和可绕行实验后才能继续使用。

b、绕线注意事项

①三重绝缘线是靠被膜来强化绝缘的。若被膜因受机械应力或热应力而发生严重变形、损伤时,安全性标准就无法保证。

②变压器骨架上不得有毛刺,接触导线的拐角部分要圆滑(形成倒角)。出线嘴的内径应为导线外径的2~3倍。

③切断的导线末端十分锐利,不要贴近导线被膜。

c、剥离被膜的方法

剥离被膜时需采用专用的三重绝缘线剥膜机或可调式剥膜仪等设备。它是一边熔化被膜,一边进行剥离工作,因此不会损伤导线。如果使用普通的电线剥膜机来剥除绝缘被膜,导线有可能被拉细甚至被拉断。

d、焊接装置

焊接三重绝缘线的装置有两种:

一种是静止式软钎料槽,适于焊接直径0.40mm以下的线。软钎焊时在软钎料槽中水平移动并震动线圈骨架,就能在短时间内完成焊接工作。为防止在软钎料槽中长时间浸渍而将被膜熔化,亦可采用重复2~3次焊接的方法。

另一种焊接装置是带风冷的喷射式软钎料槽,能同时进行多个线圈骨架的焊接,适合大批量生产。

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