小型变压器的应用及特点

小型变压器的测定功率达16kVA，输入电压达1000V，频率达500Hz。

在图13-17所示功率铭牌上给出的电压适用于带测定功率和有效功率因数cosφ=1负载时的小型变压器。当使用小型变压器时，应特别注意安全问题。

13.1.2.1 结构

图13-18所示的小型变压器的铁心是由标准尺寸的金属板材制成。按铁心板件的形状，而分为图13-19所示的EI、M、L和UI剖面（图13-19）。由金属带材卷成的铁心等其他形状的铁心，在小型变压器中也常有使用。铁心由颗粒结构定向的金属板叠层而成，这样可使在轧制方向（磁滞方向）上的反复磁化损耗特别小。对于垂直于磁滞的高损耗，则可采用大截面预以补偿。用螺栓、铆钉或焊接进行钣的连接，有孔隙的带形铁心可以粘接。

图13-17 小型变压器功率铭牌

图13-18 小型变压器（控制变压器）

图13-19 叠装铁心的心片形状

有孔隙的带形铁心是由颗粒结构定向的铁镍钣带卷制而成，并且其磁滞方向与带轧制方向和场分布一致，因而使之反复磁化损耗非常小。具有图13-20所示带形铁心的变压器，不仅漏磁少，而且损耗功率也特别小。

绕组通常用漆包铜丝，并绕在由塑料压制的线圈架上。圆柱形线圈的每一层后面都有一个由漆纸或塑料薄膜制成的绝缘层，只有一层的始端与末端间峰值电压小于25V时可以省去绝缘层。漆包绝缘线和玻璃布绝缘线层间的绝缘电压可达200V以上。

高电压与低电压间存在的绕组绝缘，视实验电压的不同而有不同的层数。接入电网的变压器在高压绕组与低压绕组之间有一个附加的、只带一根引出线的保护绕组，其功能是当绝缘损坏时，不会引起高压接入低压侧。此外，保护绕组还有屏蔽作用。

图13-20 带形铁心变压器

也可以由铝膜组成线圈制做变压器，这种变压器很像电容器的卷包，并且每层只有一匝，层间电压很低，所以其耐压性能很好，只是在击穿时略有下降。用铝或铜做成薄片代替铝膜，可以加大功率。

小型变压器的允许电流密度，按其结构尺寸和散热条件的不同而不同，其值多选在1～6A/mm²之间。

13.1.2.2 小型变压器的类型

1）小型变压器是通过图13-21所示的符号来标注的。小型变压器的输出电压明显低于空载电压的测定负载电压。

输出电压的误差为：

①绝对短路稳定小型变压器为+10%；

②其余全部小型变压器为±5%。

2）短路不稳定变压器由附加的安全装置予以保护短路。

3）短路稳定变压器有一个较大的短路电压，这种绝对短路稳定变压器电流小到在长时间持续短路时也不会对变压器形成损害。

4）条件稳定短路变压器包括有一个熔断器、一个过流保护开关或一个温度限制器，在短路时可接通。

图13-22所示的隔离变压器用于保护隔离，是一种带有电分离线圈的变压器。隔离变压器的一次绕组应特别予以保护，以防止与二次绕组发生意外相接，如通过可分离的线圈架或带隔离膜的线圈架。对于经常变换工作地点的隔离变压器必须要有绝缘保护。

5）作为小型变压器的自耦变压器，当电源电压太低或太高时常用于用电器与测定电压的匹配。对于家用自耦变压器，其最高测定电压为250V。制造自耦变压器时，应保证其输入端和输出端上的保护线能起作用。

6）图13-18所示的控制变压器用于保护电路，它由电分离的绕组向保护电路的电流电路供电。

7）电源变压器有一个或几个二次绕组，他们与输入绕组为电分离，用于连接收音机和电视机等用电器。

8）点火变压器有电分离的绕组，用于燃气与空气混合或油气混合的采暖设备的点火系统。点火变压器应为绝对短路稳定。

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图13-21 小型变压器的标识符号

图13-22 保护隔离用隔离变压器

图13-23 手提照明灯用安全变压器

9）图13-23所示的安全变压器（保护变压器）提供用于SELV和PELV回路输出端低电压，其最大功率为10kVA，最高频率为500Hz，输出端的测定电压低于50V、如6V、12V或24V。安全变压器应为绝对短路稳定或条件短路稳定。必须用绝缘材料对高压绕组作认真仔细地中间隔离，以保证即使在移动绕组或金属物脱落时，其输入端也不会碰到输出端。

根据EN60742，安全变压器只允许用于低电压（SELV和PELV）保护。

10）其他重要的安全变压器。

①图13-24所示电动玩具降压变压器用于规定的儿童电动玩具，其最高输出测定电压为24V，功率不能超过200VA。儿童电动玩具变压器必须按保护等级并进行制作。

图13-24 电动玩具降压变压器

按DINVDE允许的安全变压器只允许用于电动玩具。

②电铃变压器的测定电压不允许超过24V，并且必须绝对稳定，其输出端可以接触，并且其输入端子应显露出来。

③手提照明灯变压器必须有保护绝缘、防溅水保护以及防水保护。

④消冻变压器用于被冻金属管的解冻，其最高测定电压可达250V/24V，这种变压器应可在近于短路的条件下稳定工作，并且应有保护绝缘。

⑤医疗设备用变压器当所接设备接触人体时，其最高允许测定电压为24V，对于塞进人体的医疗助听器的最高测定电压为6V。医疗设备变压器必须要有绝缘保护。

⑥故障安全变压器在不按规定使用时，如过载，变压器能断开，并且在此状态下不存在危险，如电动玩具变压器应为短路稳定。

13.1.2.3 小型变压器的电压测试

小型变压器在制成或维修后，按表13-3的要求应进行一次绕组与二次绕组之间以及绕组与其可能接触的金属件之间的绝缘性能测试，并且要用高压设备进行测试。

表13-3 16kVA、1000V、500Hz小型变压器的电压测试①，按DINVDE05500

（续）

①持续测试电压1min。在重复测试时，应达到80%的测定值。

复习题

1.哪种安全变压器必须为绝缘短路稳定？

2.电动玩具降压变压器的最高允许测定电压为多少？

3.如何进行绕组测试？

4.如何测量小型变压器的绝缘电阻？