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测 试
频 变 压 器
工
:
测试工频变压器 .................................................................... 3 关键的变压器测试项目 ......................................................... 5 变压器基础知识介绍 . ............................................................ 7 变压器的磁芯 . ....................................................................... 9 变压器的等效电路 .............................................................. 10 “真正的” 变压器的等效电路 ............................................... 10 主要的电气参数 .................................................................. 11
直流电阻 (R) 和 连接性 (CTY) ...................................................... 11 磁化电流 (MAGI) .......................................................................... 13 开路电压 (VOC) . ........................................................................... 15 绝缘电阻 (IR) . ............................................................................... 17 交流耐压 (HPAC) ......................................................................... 18 浪涌测试 (SURG) ......................................................................... 19 功率 (WATT) ................................................................................ 20 压迫功率 (STRW) ......................................................................... 21 漏电流 (ILK).................................................................................. 22
测试仪的基本功能 .............................................................. 23 测试仪的扩展功能 .............................................................. 24 外置直流偏置 – 电力变压器和扼流圈的真正测试条件 . ....... 26
测试工频变压器
几乎每一个电气产品或电子产品都会使用变压器,全球的生产对变压器有着非常巨大的需求。
在将变压器组装到成品设备前对其进行全面的测试和探伤是至关重要的。这将提前过滤掉故障元件,避免了昂贵的维修费用,减少了生产成本,提高成品设备的可靠性。
这就要求变压器的测试:
能快速有效对制造进行质量控制。 能100% 测试,零瑕疵交付客户。
叠片式变压器大多用于工频,低频,高/低压升压、降压变压器。两个线圈绕在同一个磁芯上,使他们相互磁耦合。这两个线圈被称为初级线圈和次级线圈。磁芯一般由软磁性薄片(约0.35mm 厚)构成,通常是4%的硅钢片,具有叠片结构,使用清漆保证绝缘。这些薄片能减少涡流效应,这种涡流会增加电流流动的阻力。涡流是整个磁芯损耗的因素之一。
磁芯损耗是磁滞损耗和涡流损耗的总和。磁滞损耗是指当磁场极性发生变化时磁体内部分子重新排列所消耗的能量。涡流是在磁芯内部电磁感应作用下感生的电流。磁芯要一片片出入绕好的线圈中,且磁芯钢片交叉插入其中,避免所有的磁芯钢片的接缝处在同一位置。
叠片式变压器一般应用于 50Hz到400Hz 的低频率范围。主要是因为高电感在低频率时使用核心损耗最小。 叠片式变压器一般用于:
高压升压. 低压降压. 高电流输出. 隔离.
在接下来的文件中,我们将着重讨论降压叠片式变压器。通过对初级线圈和次级线圈匝数的设计,能够实现任何的升压或降压变压器。
电力变压器为了减少漏抗,初级和次级线圈间的耦合必须非常“紧”,否则随着次级的电流和电压,压降会相当的大。 因此,在叠片式变压器中,几个线圈都
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是同心线圈(初级线圈和次级线圈都绕一半的匝数线在同一个铁芯柱上),一个线圈覆盖另一个线圈(做紧密的耦合),线圈间用要完全绝缘。
Voltech 变压器测试仪在一个盒子中集合了几乎所有的测试,能非常快速的进
行测试而不用为每个测试重新配置。
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关键的变压器测试项目
测试参数
磁化电流 (MAGI)
线圈电阻 (R)
功率 (WATT)
交流耐压 (HPAC)
检查目的
检查变压器是否组装正确:线圈的匝数正确,磁芯材料的等级正确,磁芯间的空气间隙符合要求。
检查变压器所用铜线线径和铜线端的焊接。
通过测量磁芯的损耗来确保变压器被正确组装。
确保线圈材料和线圈位置是正确的,变压器符合所需的安全隔离等级。
测试仪要点
检查初级线圈匝数和磁芯材料等级是否正确。
DCR 是直流 (DC)电阻,就是电感的直流电阻值。
测试单位:欧姆(ohms )或毫欧(milliohms )。
测得的功率就是因涡流和磁滞效应引起的功率损耗。这就是磁芯损耗。
在整个测试过程中,测量和控制外加的测试电压。
将所有的初级线圈短接,次级线圈也短接在一起,AT3600 施加一个测试电压在线圈组之间或线圈和磁芯之间。
测 试 工 频 变 压 器
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浪涌测试 (SURG)
绝缘电阻 (IR)
带扩展源的测试
MAGX, VOCX, WATX, STRX (“X” tests)
检查短路。确保铜线的绝缘层(通常是清漆)在生产过程中没有被损坏。 测量线圈间或者线圈和屏蔽层间的隔离度(绝缘程度)。
扩展交流源测试治具
一个高能量的脉冲电压施加到
线圈上,测量变压器的衰减的
波形面积,单位是volt-seconds 。
测试仪施加一个直流电压在两个线圈组之间,每个线圈组都短接在一起。
变压器基础知识介绍
Vout
, 匝数(Ns )
变化的电压(Vin )加载到初级线圈,在初级线圈中产生变化的电流(Iin )。 这个变化的电流在磁芯上产生变化的磁通量。
变化的磁通量在次级线圈上产生变化的电压(Vout )。
从正弦波来看, 磁通密度 B = Vin / ( 4.44 N A f)
– N = 线圈的匝数,
– A = 表示磁芯的横截面积, – f = 表示频率,
给定一个变压器, B、 A 和 f 是不变的: -
Vout = Vin x Ns
Iout = Iin x Np
Ns
变压器: -
– 提高或降低电压 – 提高或降低电流
因为初级和次级线圈之间没有电气连接,所以这两个电路之间是完全隔离的。
正是变压器具有这些的独特的性能,使其能如此广泛的应用于各种电子和电气设备。
变压器的磁芯
磁芯的损耗包括: 磁滞损耗,由磁芯的磁化和消磁形成的闭合的磁化曲线。 加上 涡流损耗: -
横断面: 铁氧体 叠片式 固体 磁芯
在固体磁芯中,电流在磁芯材料中的内循环产生的I 2R (电阻) 损耗。
铁质磁芯通常以分层的形式限制电流的路径并减少这种损失。 铁氧体磁芯具有高电阻和低涡流损耗的特性。
变压器的等效电路
理想的变压器是: - - 没有损耗。
- 完美的线圈间耦合。 - 开路阻抗无穷大 (无负载 电流 = 0 )。 - 线圈间隔离无穷大。
在现实中,实际的变压器显示出与理想变压器不同的特征。 这些许多的特征可以用电压器的等效电路来表示。
“真正的” 变压器的等效电路
变压器的等效电路
Ls 和 Rs用于模拟磁芯的损耗。
R1, R2, R3 表示线圈的电阻
Ll 表示漏感值。
C1, C2 和 C3 表示线圈间电容。
主要的电气参数
直流电阻 (R) 和 连接性 (CTY)
连接性(CTY )是一个简单的测试,以确保变压器插入到正确的治具中,并与仪器连接。
提供的测试参数范围从10K Ω 到10M Ω, 10KΩ 一般用于快速测试,每个线圈和测试终端的值小于10K Ω。
电阻是因为电感使用的磁线的电阻产生的直流电阻。 电阻是不可避免的特性,是电线或导电材料的副产品。
通常来讲,变压器的每个线圈都要进行电阻测量,线圈的电阻与变压器设计直接相关,它影响着线圈的承载能力。线圈的电阻值越低,承载电流的能力越高。
R1, R2, 和R3表示的是变压器线圈的铜导线的电阻。当电流流过线圈因电阻产生的损耗 (I2R 损耗) ,产生热量。此外,因线圈中电阻的存在,当电流流过时电压会降低,随着负载的增加使输出电压下降。(这种效应被称为“Regulation ”)
测试
直流电阻测试,检查每个线圈的完整性,所使用导线的线规 正确性。
这个测试检查使用的导线是否正确,端子的焊锡是否完好。
R 是线圈的电阻,是指线圈直流(DC )电阻。测试结果一般表示为欧姆( ohms)或毫欧( milliohms)最大值。 具有较低电阻值的电感或变压器能够承载更多的电流。
磁化电流 (MAGI)
磁化电流测试通常用在叠片式磁芯的变压器上,目的在于检查B-H 曲线的完整程度。B-H 曲线显示的是磁性材料的特性,是磁场强度 (H) 和产生磁通密度 (B)之间的关系。 磁化电流是磁芯在被磁化过程中被磁滞和涡流损耗掉的电流,这是必须存在的。 磁滞是在每个变化周期内改变磁芯的磁状态所消耗的能量,涡流是在磁芯内部电磁感应作用下感生的电流。
磁化电流是一个术语,它描述的是在变压器的次级线圈开路的情况下,在变压器的初级线圈施加一个特定的电压和频率来激活变压器所需要的电流。实际上,磁化电流是磁化磁芯的所需的电流(I1)和磁芯内部损耗的电流(I2)的组合。
测试
磁化电流测试是用来确认变压器是否正确的组装,正确的初级和次级线圈匝数,正确的磁芯材料等级以及正确的空气间隙。磁化电流测试是使用叠片式磁芯的工频变压器的理想测试项目,这些变压器设计工作于B-H 曲线的全区域,包括非线性区域。
开路电压 (VOC)
开路电压是指变压器的次级线圈开路,当在初级线圈施加一个特定的电压和频率以激活变压器,测量各个次级线圈所产生的电压。这个电压不仅受制于变压器线圈的匝数比,还受制于初级线圈的磁化电流所产生的压降。
例如:-
测试
开路电压测试对于工频变压器是理想的测试,其设计工作于B-H 曲线的全部区域,包括非线性区域。开路电压测试用于确认 线圈间的匝数比和线圈的极性。
绝缘电阻 (IR)
变压器的线圈间往往都是相互绝缘的,无论是磁芯上的绝缘胶带,还是线芯上的釉质层或者塑料的骨架。
绝缘的“质量”,可以通过在绝缘材料的两端施加直流电压并测量其电阻值进行评估。
这个施加的电压通常会大于在正常情况下会使用的绝缘电压。
推荐对大多数变压器进行绝缘电阻检查测试。用以检查单个线圈、线圈组之间、线圈与屏蔽层间绝缘的完整性。
交流耐压 (HPAC)
变压器能在危险的输入电压和安全的输出电压之间提供隔离。变压器能够隔离工频变压器、电源或者电源适配器内部的控制变压器和类似的设备。为了确保用户的生命安全,关键的隔离变压器必须在非常高的电压下进行测试,确保其不会被击穿。
耐压(高电位),或者“闪电”测试是用于检查隔离变压器具有完整的安全隔离保障,符合相关国际标准。初级到次级线圈的隔离一直会测试,初级到磁芯或接地 或 初级到磁芯+辅助区域 或 磁芯到辅助区域 可能都会有要求。标准通常描述的耐压测试使用的是交流电压;如果使用直流电压测试,其电压达到交流电压的峰值也是可以接受的。
浪涌测试 (SURG)
用于绕变压器线圈的导线可能存在绝缘缺陷,例如:划伤了导线的绝缘釉质层。本测试可以用来测试在同一个线圈中一匝导线与相邻匝导线之间的绝缘缺陷。在某些情况下,导线绝缘层的缺陷不会立即导致线圈短路,但会留下瑕疵,在日后的使用中最终会导致线圈短路。 通过在线圈的两端施加一个高于正常使用状态的电压,我们能在测试阶段确定导线绝缘层的任何弱点。
这个测试能够应用于任何的变压器,特别推荐对使用的导线较细、线圈匝数多的变压器进行此项测试。这个测试电压通常是施加在变压器的初级线圈。变压器的其他线圈也同时被测试。因为变压器的正常的动作会将同样电压施加到每一个线圈上。
每个SURG 测试能够编辑编辑发生脉冲信号的次数。
对于每个脉冲信号,AT3600会将内部的电容充电到指定的高电压。 所积聚的电荷会瞬间释放到测试线圈中,分析产生的瞬间电压。 这个放电的过程会产生是一个振幅衰减的正弦波。
正常变压器会具有一个特定的正弦波区域,面积以伏秒(volt seconds)记。 如果线圈匝间绝缘有缺陷,则会消耗一部分脉冲能量并减少衰减时间。
AT3600会记录 “伏秒(Volt-second )”的测量结果,提示哪些是小于正常的变压器的。
功率 (WATT)
在无负载的情况下,次级线圈开路,变压器仍然会吸收一些电流并消耗一些能量。这些电流只是正常全负载电流的百分之几,能量是I 2R 的线损,通常可以忽略不计。测得消耗功率是由于磁芯的磁滞和涡流产生的,称为磁芯损耗。这个磁芯损耗随着磁芯材料等级和磁芯装配水平而变化,特别是叠片式磁芯。
功率测试应用于工频变压器用于测量磁芯损耗。这个测试能确保变压器被正确组装,正确的线圈匝数,正确的磁芯材料等级和正确的磁芯空气间隙。更高的功率测试,请见使用外部交流电源的WATX 测试。
压迫功率 (STRW)
在无负载的情况下,次级线圈开路,变压器仍然会吸收一些电流并消耗一些能量,这用功率( WATT)测试进行测试。如果在变压器上加载的电压和频率一起成比例的变化,法拉第定律告诉我们磁芯的磁通密度(B)仍然保持不变。
B V / (f x A x N)
这里 N 表示线圈匝数, A 表示磁芯的横截面积。在一定的范围内,磁芯损耗(以瓦特为单位)也应该随着电压和频率改变。 如果输入的功率有明显的增加,那就意味着线圈有问题的。
压迫功率用于检查线圈内部的绝缘击穿情况。这个测试常用于使用较细的导线的变压器(这些导线的绝缘层非常容易损坏),例如低频工频变压器和一些高频变压器。更高的功率测试,请见使用外部交流电源的STRX 测试。
漏电流 (ILK)
变压器可能会在危险的高压输入和安全的低压输出间,起到安全隔离的作用。当初级线圈通电,在初级线圈和大地间存在一个110或230V 交流共模电压。杂散的电阻和电容会为一些“泄漏”的电流提供初级线圈到大地的路径。这些泄漏的电流可能会影响产品的正常运行或造成用户触电的危险。
漏电流测试可以在任何铁氧体或铁芯变压器上进行。这是一个特别重要的变压器测试项目,尤其对使用在医疗器械上的变压器。因为病人可能成为漏电流流向大地的路径。这项测试能够确保变压器的漏电流水平低于安全标准或设计要求。
测试仪的基本功能
测试仪的基本功能详情如下:
AT 3600
AT i
AT3600 ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
7000V 5500V 7000V 270V, 2A 40W 2A
ATi ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ 500V
功能:
20组开关矩阵
PC 测试编辑程序软件和服务器软件 测试治具快换系统 测试治具
小信号测试项目 (电感、电容、匝数比) 通讯测试项目 (回波损耗、纵向平衡) 绝缘电阻测试 耐压 (交流) 测试 耐压 (直流) 测试
磁化电流和开路电压测试 功率和压迫功率测试 漏电流测试
测试仪能够选配不同的测试项目以方便使用,如电感、交流电阻、匝数比、功
率或交流耐压。
测试项目有打包的“标准版(Standard )”或“黄金版(Gold )”出售,用户也可以单独购买某些测试项目的升级包。
测试仪的扩展功能
外部的交流源(仅适用于AT3600) – 为大功率的变压器准备的灵活的测试信号源
AT3600测试仪配有可编程的内部交流信号源,能提供最大270V , 2A 从 20Hz 到 1500Hz的测试信号。这能提供铁芯叠片式变压器的磁化电流、功率和开路电压测试。这些测试项目通常会在变压器空载或开路是进行,这样 可以测试达额定功率达到2kVA 或更高的变压器。
内部的交流信号有若干的优点,或许最重要的是在实时软件的控制下提升电压和电流,减少浪涌电流和测试时间。
Voltech AC 接口允许外部的交流源 (包括简单递升或递减变压器) 为AT3600测试仪的测试环境提供无缝的外部交流信号。
Voltech AC Interface
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配合Voltech AC接口,AT3600测试仪能够产生 600V @ 10A RMS测试信号。能与AT3600测试仪的测试环境提供无缝的外部交流信号源包括:
• 简单升压变压器 (提供 600V @ 0.8A) • 简单降压变压器 (提供10A @ 20V)
• 完全可编程外部交流信号源(提供 600V @ 10A)
使用Voltech AC接口的 AT3600测试项目:
MAGX VOCX WATX
磁化电流 (带扩展源) 开路电压 (带扩展源)
50mA
to
10A 650V 6kW
5V 1V 5V
to to to
600V 600V 600V
20H z 20H z 20H z
to 5kH
z to 5kH
z to 5kH
z
0.1% 0.1% 0.3%
100µV to
to
功率 1mW (带扩展源)
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外置直流偏置 – 电源变压器和扼流圈的真正测试条件
在电源适配器和逆变器中,电源变压器和扼流圈常携带很高的直流电流。需要在额定的直流电流信号下完整的测试这些零部件,确认绕线、组装和焊接都是正确的。
Voltech DC1000 25A 直流电流源能够无缝的融入AT3600或ATi 测试环境,并提供高达 250A(10台DC1000并联)可编程的直流偏置信号且对交流电感测量最小。
• 25A 可编程直流信号
• 最大250A (10台 DC1000并联) • 与 AT3600 或 ATi 无缝连接
• 独特的“电子感应”设计,最小化交流电感测量
• 能与其他 LCR 表一同使用。 例如:Agilent , Wayne Kerr , Chroma types.
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频 变 压 器
工
:
测试工频变压器 .................................................................... 3 关键的变压器测试项目 ......................................................... 5 变压器基础知识介绍 . ............................................................ 7 变压器的磁芯 . ....................................................................... 9 变压器的等效电路 .............................................................. 10 “真正的” 变压器的等效电路 ............................................... 10 主要的电气参数 .................................................................. 11
直流电阻 (R) 和 连接性 (CTY) ...................................................... 11 磁化电流 (MAGI) .......................................................................... 13 开路电压 (VOC) . ........................................................................... 15 绝缘电阻 (IR) . ............................................................................... 17 交流耐压 (HPAC) ......................................................................... 18 浪涌测试 (SURG) ......................................................................... 19 功率 (WATT) ................................................................................ 20 压迫功率 (STRW) ......................................................................... 21 漏电流 (ILK).................................................................................. 22
测试仪的基本功能 .............................................................. 23 测试仪的扩展功能 .............................................................. 24 外置直流偏置 – 电力变压器和扼流圈的真正测试条件 . ....... 26
测试工频变压器
几乎每一个电气产品或电子产品都会使用变压器,全球的生产对变压器有着非常巨大的需求。
在将变压器组装到成品设备前对其进行全面的测试和探伤是至关重要的。这将提前过滤掉故障元件,避免了昂贵的维修费用,减少了生产成本,提高成品设备的可靠性。
这就要求变压器的测试:
能快速有效对制造进行质量控制。 能100% 测试,零瑕疵交付客户。
叠片式变压器大多用于工频,低频,高/低压升压、降压变压器。两个线圈绕在同一个磁芯上,使他们相互磁耦合。这两个线圈被称为初级线圈和次级线圈。磁芯一般由软磁性薄片(约0.35mm 厚)构成,通常是4%的硅钢片,具有叠片结构,使用清漆保证绝缘。这些薄片能减少涡流效应,这种涡流会增加电流流动的阻力。涡流是整个磁芯损耗的因素之一。
磁芯损耗是磁滞损耗和涡流损耗的总和。磁滞损耗是指当磁场极性发生变化时磁体内部分子重新排列所消耗的能量。涡流是在磁芯内部电磁感应作用下感生的电流。磁芯要一片片出入绕好的线圈中,且磁芯钢片交叉插入其中,避免所有的磁芯钢片的接缝处在同一位置。
叠片式变压器一般应用于 50Hz到400Hz 的低频率范围。主要是因为高电感在低频率时使用核心损耗最小。 叠片式变压器一般用于:
高压升压. 低压降压. 高电流输出. 隔离.
在接下来的文件中,我们将着重讨论降压叠片式变压器。通过对初级线圈和次级线圈匝数的设计,能够实现任何的升压或降压变压器。
电力变压器为了减少漏抗,初级和次级线圈间的耦合必须非常“紧”,否则随着次级的电流和电压,压降会相当的大。 因此,在叠片式变压器中,几个线圈都
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是同心线圈(初级线圈和次级线圈都绕一半的匝数线在同一个铁芯柱上),一个线圈覆盖另一个线圈(做紧密的耦合),线圈间用要完全绝缘。
Voltech 变压器测试仪在一个盒子中集合了几乎所有的测试,能非常快速的进
行测试而不用为每个测试重新配置。
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关键的变压器测试项目
测试参数
磁化电流 (MAGI)
线圈电阻 (R)
功率 (WATT)
交流耐压 (HPAC)
检查目的
检查变压器是否组装正确:线圈的匝数正确,磁芯材料的等级正确,磁芯间的空气间隙符合要求。
检查变压器所用铜线线径和铜线端的焊接。
通过测量磁芯的损耗来确保变压器被正确组装。
确保线圈材料和线圈位置是正确的,变压器符合所需的安全隔离等级。
测试仪要点
检查初级线圈匝数和磁芯材料等级是否正确。
DCR 是直流 (DC)电阻,就是电感的直流电阻值。
测试单位:欧姆(ohms )或毫欧(milliohms )。
测得的功率就是因涡流和磁滞效应引起的功率损耗。这就是磁芯损耗。
在整个测试过程中,测量和控制外加的测试电压。
将所有的初级线圈短接,次级线圈也短接在一起,AT3600 施加一个测试电压在线圈组之间或线圈和磁芯之间。
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浪涌测试 (SURG)
绝缘电阻 (IR)
带扩展源的测试
MAGX, VOCX, WATX, STRX (“X” tests)
检查短路。确保铜线的绝缘层(通常是清漆)在生产过程中没有被损坏。 测量线圈间或者线圈和屏蔽层间的隔离度(绝缘程度)。
扩展交流源测试治具
一个高能量的脉冲电压施加到
线圈上,测量变压器的衰减的
波形面积,单位是volt-seconds 。
测试仪施加一个直流电压在两个线圈组之间,每个线圈组都短接在一起。
变压器基础知识介绍
Vout
, 匝数(Ns )
变化的电压(Vin )加载到初级线圈,在初级线圈中产生变化的电流(Iin )。 这个变化的电流在磁芯上产生变化的磁通量。
变化的磁通量在次级线圈上产生变化的电压(Vout )。
从正弦波来看, 磁通密度 B = Vin / ( 4.44 N A f)
– N = 线圈的匝数,
– A = 表示磁芯的横截面积, – f = 表示频率,
给定一个变压器, B、 A 和 f 是不变的: -
Vout = Vin x Ns
Iout = Iin x Np
Ns
变压器: -
– 提高或降低电压 – 提高或降低电流
因为初级和次级线圈之间没有电气连接,所以这两个电路之间是完全隔离的。
正是变压器具有这些的独特的性能,使其能如此广泛的应用于各种电子和电气设备。
变压器的磁芯
磁芯的损耗包括: 磁滞损耗,由磁芯的磁化和消磁形成的闭合的磁化曲线。 加上 涡流损耗: -
横断面: 铁氧体 叠片式 固体 磁芯
在固体磁芯中,电流在磁芯材料中的内循环产生的I 2R (电阻) 损耗。
铁质磁芯通常以分层的形式限制电流的路径并减少这种损失。 铁氧体磁芯具有高电阻和低涡流损耗的特性。
变压器的等效电路
理想的变压器是: - - 没有损耗。
- 完美的线圈间耦合。 - 开路阻抗无穷大 (无负载 电流 = 0 )。 - 线圈间隔离无穷大。
在现实中,实际的变压器显示出与理想变压器不同的特征。 这些许多的特征可以用电压器的等效电路来表示。
“真正的” 变压器的等效电路
变压器的等效电路
Ls 和 Rs用于模拟磁芯的损耗。
R1, R2, R3 表示线圈的电阻
Ll 表示漏感值。
C1, C2 和 C3 表示线圈间电容。
主要的电气参数
直流电阻 (R) 和 连接性 (CTY)
连接性(CTY )是一个简单的测试,以确保变压器插入到正确的治具中,并与仪器连接。
提供的测试参数范围从10K Ω 到10M Ω, 10KΩ 一般用于快速测试,每个线圈和测试终端的值小于10K Ω。
电阻是因为电感使用的磁线的电阻产生的直流电阻。 电阻是不可避免的特性,是电线或导电材料的副产品。
通常来讲,变压器的每个线圈都要进行电阻测量,线圈的电阻与变压器设计直接相关,它影响着线圈的承载能力。线圈的电阻值越低,承载电流的能力越高。
R1, R2, 和R3表示的是变压器线圈的铜导线的电阻。当电流流过线圈因电阻产生的损耗 (I2R 损耗) ,产生热量。此外,因线圈中电阻的存在,当电流流过时电压会降低,随着负载的增加使输出电压下降。(这种效应被称为“Regulation ”)
测试
直流电阻测试,检查每个线圈的完整性,所使用导线的线规 正确性。
这个测试检查使用的导线是否正确,端子的焊锡是否完好。
R 是线圈的电阻,是指线圈直流(DC )电阻。测试结果一般表示为欧姆( ohms)或毫欧( milliohms)最大值。 具有较低电阻值的电感或变压器能够承载更多的电流。
磁化电流 (MAGI)
磁化电流测试通常用在叠片式磁芯的变压器上,目的在于检查B-H 曲线的完整程度。B-H 曲线显示的是磁性材料的特性,是磁场强度 (H) 和产生磁通密度 (B)之间的关系。 磁化电流是磁芯在被磁化过程中被磁滞和涡流损耗掉的电流,这是必须存在的。 磁滞是在每个变化周期内改变磁芯的磁状态所消耗的能量,涡流是在磁芯内部电磁感应作用下感生的电流。
磁化电流是一个术语,它描述的是在变压器的次级线圈开路的情况下,在变压器的初级线圈施加一个特定的电压和频率来激活变压器所需要的电流。实际上,磁化电流是磁化磁芯的所需的电流(I1)和磁芯内部损耗的电流(I2)的组合。
测试
磁化电流测试是用来确认变压器是否正确的组装,正确的初级和次级线圈匝数,正确的磁芯材料等级以及正确的空气间隙。磁化电流测试是使用叠片式磁芯的工频变压器的理想测试项目,这些变压器设计工作于B-H 曲线的全区域,包括非线性区域。
开路电压 (VOC)
开路电压是指变压器的次级线圈开路,当在初级线圈施加一个特定的电压和频率以激活变压器,测量各个次级线圈所产生的电压。这个电压不仅受制于变压器线圈的匝数比,还受制于初级线圈的磁化电流所产生的压降。
例如:-
测试
开路电压测试对于工频变压器是理想的测试,其设计工作于B-H 曲线的全部区域,包括非线性区域。开路电压测试用于确认 线圈间的匝数比和线圈的极性。
绝缘电阻 (IR)
变压器的线圈间往往都是相互绝缘的,无论是磁芯上的绝缘胶带,还是线芯上的釉质层或者塑料的骨架。
绝缘的“质量”,可以通过在绝缘材料的两端施加直流电压并测量其电阻值进行评估。
这个施加的电压通常会大于在正常情况下会使用的绝缘电压。
推荐对大多数变压器进行绝缘电阻检查测试。用以检查单个线圈、线圈组之间、线圈与屏蔽层间绝缘的完整性。
交流耐压 (HPAC)
变压器能在危险的输入电压和安全的输出电压之间提供隔离。变压器能够隔离工频变压器、电源或者电源适配器内部的控制变压器和类似的设备。为了确保用户的生命安全,关键的隔离变压器必须在非常高的电压下进行测试,确保其不会被击穿。
耐压(高电位),或者“闪电”测试是用于检查隔离变压器具有完整的安全隔离保障,符合相关国际标准。初级到次级线圈的隔离一直会测试,初级到磁芯或接地 或 初级到磁芯+辅助区域 或 磁芯到辅助区域 可能都会有要求。标准通常描述的耐压测试使用的是交流电压;如果使用直流电压测试,其电压达到交流电压的峰值也是可以接受的。
浪涌测试 (SURG)
用于绕变压器线圈的导线可能存在绝缘缺陷,例如:划伤了导线的绝缘釉质层。本测试可以用来测试在同一个线圈中一匝导线与相邻匝导线之间的绝缘缺陷。在某些情况下,导线绝缘层的缺陷不会立即导致线圈短路,但会留下瑕疵,在日后的使用中最终会导致线圈短路。 通过在线圈的两端施加一个高于正常使用状态的电压,我们能在测试阶段确定导线绝缘层的任何弱点。
这个测试能够应用于任何的变压器,特别推荐对使用的导线较细、线圈匝数多的变压器进行此项测试。这个测试电压通常是施加在变压器的初级线圈。变压器的其他线圈也同时被测试。因为变压器的正常的动作会将同样电压施加到每一个线圈上。
每个SURG 测试能够编辑编辑发生脉冲信号的次数。
对于每个脉冲信号,AT3600会将内部的电容充电到指定的高电压。 所积聚的电荷会瞬间释放到测试线圈中,分析产生的瞬间电压。 这个放电的过程会产生是一个振幅衰减的正弦波。
正常变压器会具有一个特定的正弦波区域,面积以伏秒(volt seconds)记。 如果线圈匝间绝缘有缺陷,则会消耗一部分脉冲能量并减少衰减时间。
AT3600会记录 “伏秒(Volt-second )”的测量结果,提示哪些是小于正常的变压器的。
功率 (WATT)
在无负载的情况下,次级线圈开路,变压器仍然会吸收一些电流并消耗一些能量。这些电流只是正常全负载电流的百分之几,能量是I 2R 的线损,通常可以忽略不计。测得消耗功率是由于磁芯的磁滞和涡流产生的,称为磁芯损耗。这个磁芯损耗随着磁芯材料等级和磁芯装配水平而变化,特别是叠片式磁芯。
功率测试应用于工频变压器用于测量磁芯损耗。这个测试能确保变压器被正确组装,正确的线圈匝数,正确的磁芯材料等级和正确的磁芯空气间隙。更高的功率测试,请见使用外部交流电源的WATX 测试。
压迫功率 (STRW)
在无负载的情况下,次级线圈开路,变压器仍然会吸收一些电流并消耗一些能量,这用功率( WATT)测试进行测试。如果在变压器上加载的电压和频率一起成比例的变化,法拉第定律告诉我们磁芯的磁通密度(B)仍然保持不变。
B V / (f x A x N)
这里 N 表示线圈匝数, A 表示磁芯的横截面积。在一定的范围内,磁芯损耗(以瓦特为单位)也应该随着电压和频率改变。 如果输入的功率有明显的增加,那就意味着线圈有问题的。
压迫功率用于检查线圈内部的绝缘击穿情况。这个测试常用于使用较细的导线的变压器(这些导线的绝缘层非常容易损坏),例如低频工频变压器和一些高频变压器。更高的功率测试,请见使用外部交流电源的STRX 测试。
漏电流 (ILK)
变压器可能会在危险的高压输入和安全的低压输出间,起到安全隔离的作用。当初级线圈通电,在初级线圈和大地间存在一个110或230V 交流共模电压。杂散的电阻和电容会为一些“泄漏”的电流提供初级线圈到大地的路径。这些泄漏的电流可能会影响产品的正常运行或造成用户触电的危险。
漏电流测试可以在任何铁氧体或铁芯变压器上进行。这是一个特别重要的变压器测试项目,尤其对使用在医疗器械上的变压器。因为病人可能成为漏电流流向大地的路径。这项测试能够确保变压器的漏电流水平低于安全标准或设计要求。
测试仪的基本功能
测试仪的基本功能详情如下:
AT 3600
AT i
AT3600 ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
7000V 5500V 7000V 270V, 2A 40W 2A
ATi ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ 500V
功能:
20组开关矩阵
PC 测试编辑程序软件和服务器软件 测试治具快换系统 测试治具
小信号测试项目 (电感、电容、匝数比) 通讯测试项目 (回波损耗、纵向平衡) 绝缘电阻测试 耐压 (交流) 测试 耐压 (直流) 测试
磁化电流和开路电压测试 功率和压迫功率测试 漏电流测试
测试仪能够选配不同的测试项目以方便使用,如电感、交流电阻、匝数比、功
率或交流耐压。
测试项目有打包的“标准版(Standard )”或“黄金版(Gold )”出售,用户也可以单独购买某些测试项目的升级包。
测试仪的扩展功能
外部的交流源(仅适用于AT3600) – 为大功率的变压器准备的灵活的测试信号源
AT3600测试仪配有可编程的内部交流信号源,能提供最大270V , 2A 从 20Hz 到 1500Hz的测试信号。这能提供铁芯叠片式变压器的磁化电流、功率和开路电压测试。这些测试项目通常会在变压器空载或开路是进行,这样 可以测试达额定功率达到2kVA 或更高的变压器。
内部的交流信号有若干的优点,或许最重要的是在实时软件的控制下提升电压和电流,减少浪涌电流和测试时间。
Voltech AC 接口允许外部的交流源 (包括简单递升或递减变压器) 为AT3600测试仪的测试环境提供无缝的外部交流信号。
Voltech AC Interface
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配合Voltech AC接口,AT3600测试仪能够产生 600V @ 10A RMS测试信号。能与AT3600测试仪的测试环境提供无缝的外部交流信号源包括:
• 简单升压变压器 (提供 600V @ 0.8A) • 简单降压变压器 (提供10A @ 20V)
• 完全可编程外部交流信号源(提供 600V @ 10A)
使用Voltech AC接口的 AT3600测试项目:
MAGX VOCX WATX
磁化电流 (带扩展源) 开路电压 (带扩展源)
50mA
to
10A 650V 6kW
5V 1V 5V
to to to
600V 600V 600V
20H z 20H z 20H z
to 5kH
z to 5kH
z to 5kH
z
0.1% 0.1% 0.3%
100µV to
to
功率 1mW (带扩展源)
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外置直流偏置 – 电源变压器和扼流圈的真正测试条件
在电源适配器和逆变器中,电源变压器和扼流圈常携带很高的直流电流。需要在额定的直流电流信号下完整的测试这些零部件,确认绕线、组装和焊接都是正确的。
Voltech DC1000 25A 直流电流源能够无缝的融入AT3600或ATi 测试环境,并提供高达 250A(10台DC1000并联)可编程的直流偏置信号且对交流电感测量最小。
• 25A 可编程直流信号
• 最大250A (10台 DC1000并联) • 与 AT3600 或 ATi 无缝连接
• 独特的“电子感应”设计,最小化交流电感测量
• 能与其他 LCR 表一同使用。 例如:Agilent , Wayne Kerr , Chroma types.