电源变压器的检修

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在修理电子仪器时,常常会遇到由于电源变压器损坏而造成故障,这时若冒然把变压器拆开重绕,往往费工费料。拆装不得法还会损伤线圈。因此在修理前先要对损坏情况作分析,找出故障所在,有的放矢,才能收到好的效果。

变压器的故障检查

电源变压器的损坏大致有下面三种情况:

一、绝缘不良或短路。

绝缘良好的变压器,用摇表测量它的线圈间或线圈与铁心间的绝缘电阻应在500兆欧以上,或者加2千伏试验电压1分钟不被击穿。

当变压器各线圈间漏电或短路时,若单独测量各组线圈两端的空载电压将仍然是正常的,但把这个变压器接入电路使用时,却会使电路中各点对地电压异常,影响电路工作甚至损坏机件。当变压器线圈与铁心相碰短路时,若发生在初级,会使机器底板带电,影响使用安全。若次级与铁心之间漏电或短路,则往往造成电路工作电压偏低或为零,这时变压器将严重发热。但作空载测量时,线圈电压却正常,变压器也不热。

针对这些现象,可以用摇表或万用表的高阻挡来测量各级线圈之间或线圈与铁心间的绝缘情况,判断故障所在。

变压器线圈间绝缘电阻降低的原因,大多是由于潮气侵入或绝缘材料质量差日欠老化所致。修理时可以将变压器放入烘箱内,用120℃温度连续烘12小时以上,再测量它的绝缘程度。若已达到要求则将变压器重新浸一次绝缘漆就可以了。

线圈与铁心短路问题,常常是骨架或线圈周围绝缘纸损坏而造成的。有些自绕的变压器未曾浸漆处理,线圈常由侧面松脱,造成碰铁心。对此,要将铁心拆出,仔细找到伤口,涂点绝缘漆后再用绝缘纸衬好。初级碰铁心通常是由于装配插铁心时硅钢片划破骨架造成,因此在组装时要加以注意。

二、线圈断路

线圈断路时,无论变压器有无负载,线圈两端都没有输出电压。可用万用表电阻档判断各级线圈的通断。实践中经常遇到的断线地方是在引出线的根部。若经检查是这种情况,可先将变压器在火上烤热,使断头处的绝缘漆软化。再用钢针拨出断头,重新焊上一根引线。焊接时先把新引线在根部弯一个小圈,如图1所示。把拨出的断头刮净上锡,再把小圈套在断头上并焊牢,最后要将新引线用胶布固定在线圈上,以防再折断。遇到初级线圈最里层起始端断线的情况,更不必把线圈全部拆出,只要在拆下铁心后,从里面把骨架细心地撬开就能挑出线头,焊出引线后再将撬开处补纸、涂漆整理好。

图1
图1 🔍原图 (385×386)

三、线圈短路

变压器线圈内部短路时,会造成变压器发热。短路情况越严重,发热越厉害。判断是否由于线圈短路引起发热,可靠的方法是测量它的“空载电流”。也就是把变压器次级的所有接线都焊下后,测量通过初级的电流强度。常见电子设备的电源变压器的正常空载电流(I\(_{0}\))应在100毫安左右。如果超出太多,就有问题。若没有交流毫安表时,可以在初级串联一个10欧、5瓦的线绕电阻(见图2),用万用表的交流电压档测电阻两端电压U,根据I0=U/R算出空载电流值。

图2
图2 🔍原图 (243×262)

无论变压器哪一组线圈出现短路,都会使初级线圈中的空载电流大大增加。在查明发热是由于线圈内部短路所引起后,就要进一步判断究竟短路发生在哪个线圈中。这可按下表步骤通过测量各级电压来完成。

图3
图3 🔍原图 (881×633)

通过对变压器作全面检测,就能判断故障所在,这样我们在重新拆绕时就可做到对症下药,坏多少拆多少,坏哪儿修哪儿。

变压器的拆绕与组装

绕变压器的方法书上都有介绍,这里不再赘述,只提出几个要注意的问题:

一、市售的电源变压器大多是连铁心一起用绝缘漆浸渍过的,它的硅钢片牢牢地粘在一起。拆硅钢片时先准备一小段钢锯条,将锯齿与锯条端面打磨平整。拆以前,把变压器放在火炉盖上烘一下,将铁心加热到(80~90)℃(摸上去很烫,绝缘漆微微冒烟),使铁心间的绝缘漆软化。然后先打出铁心横条,再用小刀将E形部分两边粘连处拨开,这时就能用锯条把硅钢片逐片打出,见图3所示。要注意锯条必须放平直,锤打时用力不要太大。

图4
图4 🔍原图 (411×495)

二、拆各个线圈时,也要先将线圈烤热,使绝缘层软化,尽可能将蜡绸等完整地剥下来,不要拉住线硬扯。拆线时要记准各线圈位置、匝数、线号粗细以及各线圈出头位置。其中灯丝线圈圈数要数准确并记住。初级线圈匝数也必须准确。次级高压线圈可以只记层数,以后重绕时即使匝数有少许出入,不会影响使用。可以在拆线时把线圈套在绕线机轴上夹紧,注意旋转方向。将上面的漆包线拉下时绕线机的计数器就显示了拆下的圈数。变压器重绕时最好仍按原来的这些参数。这样原封照搬的办法比用其他计算与估计的方法都简便、可靠。

三、电源变压器的铁心都是两片一组交叉插片的。组装时插硅钢片要防止“抢片”现象。“抢片”就是将上层硅钢片的一部分插到相邻片子的下面,使两层片子的磁路被互相切断。这相当于减小了铁心截面积,使变压器空载电流增加。

在插最后几组硅钢片时,由于已经很紧,不能再按次序贴着骨架纸硬塞进去。否则很容易划破骨架甚至割断线圈。这时要把边上两片硅钢片中间分开,用小锤将片子顺向轻轻打进去。打时注意片子要放得正直,用力不要过大。铁心插好后要仔细检查消除“抢片”,最后将整个变压器铁心用木榔头或木条敲打整齐。

在组装过程中,尤其是插片时,因反复翻动锤打,极易将线头碰断。为了防止碰断线头,可以在插片前用一条胶布把引线头粘在线包周围。

变压器组装后,将各线圈引线按原位置在接线架或焊片上焊好,再用上述办法测空载电流与次级电压,若数值正常(初级串有10欧电阻,输出电压会稍低于额定值),就可将修好的变压器浸漆烘干装机使用了。(陈鹏飞)