漆包线是一种带绝缘层的导电金属线,用于绕制工频变压器、高频变压器、电动机 和发电机的绕组。其作用是通过感应电流来产生磁场(或通过切割磁力线来产生感应电 流),实现电能与磁能的互相转换。漆包线的表面有一层均匀的漆膜,光滑柔软,绝缘 性能好,便于手工或自动化绕制,成本低廉。漆包线的线径均指裸导线。目前国内常用 的是QQ型高强度漆包线。
国内外漆包线规格对照见表4-4-1。我国采用公制线规。表中的AWG为美制线 规,SWG为英制线规,其线号愈大,导线愈细。欧美国家常用“圆密耳” (circULar mil)作导线横截面积单位,换算关系为1mm2=1980圆密耳。
表4-4-1 国内外漆包线规格对照表
公制裸线线径 (mm)① | 近似美制线规 AWG | 近似英制线规 SWG | QQ—l型最大外径 (mm) | 裸线横截面积 (mm2) | 每厘米可绕匝数 (匝/cm)② |
0.050 | 43 | 47 | 0.065 | 0.00196 | 153.8 |
0.060 | 42 | 46 | 0.080 | 0.00283 | 125.0 |
0.070 | 41 | 45 | 0.090 | 0.00385 | 111.1 |
0.080 | 40 | 44 | 0.100 | 0.00503 | 100.0 |
0.090 | 39 | 43 | 0.110 | 0.00636 | 90.9 |
0.100 | 38 | 42 | 0.125 | 0.00785 | 80.0 |
0.110 | 37 | 41 | 0.135 | 0.00950 | 74.0 |
0.130 | 36 | 39 | 0.155 | 0.01327 | 64.5 |
0.140 | 35 | - | 0.165 | 0.01539 | 60.6 |
0.160 | 34 | 37 | 0.190 | 0.02011 | 52.6 |
0.180 | 33 | — | 0.210 | 0.02545 | 47.6 |
0.200 | 32 | 35 | 0.230 | 0.03142 | 43.4 |
0.230 | 31 | - | 0.265 | 0.04115 | 37.7 |
0.250 | 30 | 33 | 0.290 | 0.04909 | 34.3 |
0.290 | 29 | 31 | 0.330 | 0.06605 | 30.3 |
0.330 | 28 | 30 | 0.370 | 0.08553 | 27.0 |
0.350 | 27 | 29 | 0.390 | 0.09621 | 25.6 |
0.400 | 26 | 28 | 0.440 | 0.1257 | 22.7 |
0.450 | 25 | - | 0.490 | 0.1602 | 20.4 |
0.560 | 24 | 24 | 0.610 | 0.2463 | 16.3 |
0.600 | 23 | 23 | 0.650 | 0.2827 | 15.3 |
0.710 | 22 | 22 | 0.760 | 0.3958 | 13.1 |
0.750 | 21 | - | 0.810 | 0.4417 | 12.3 |
0.800 | 20 | 21 | 0.860 | 0.5027 | 11.6 |
0.900 | 19 | 20 | 0.960 | 0.6362 | 10.4 |
1.000 | 18 | 19 | 1.07 | 0.7854 | 9.3 |
1.250 | 16 | 18 | 1.33 | 1.2266 | 7.5 |
1.500 | 15 | - | 1.58 | 1.7663 | 6.3 |
2.000 | 12 | 14 | 2.09 | 3.1420 | 4.7 |
2.500 | - | - | 2.59 | 4.9080 | 3.8 |
3.000 | - | - | - | 7.0683 | - |
1.500 | 15 | - | 1.58 | 1.7663 | 6.3 |
① 国外公制线径还有0.220、0.280、0.320、0.550mm等规格
② 仅对国产QQ-1高强度漆包线而言
二.三层绝缘线的选择1.三层绝缘线的结构特点三层绝缘线(Triple lnsulated Wire)亦称三重绝缘线,它是近年来国际上新开发的 一种高性能绝缘导线。这种导线有三个绝缘层,中间是芯线。第一层是呈金黄色的聚酰 胺薄膜,国外称之为“黄金薄膜”,其厚度为几个微米,却可承受1KV的脉冲高压;第 二层为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 仅为20~100um。三层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。其优点是绝缘强度高(任何两层之间均可承受3000V AC 的安全电压),不需要加阻挡层以保证安全边距,也不用在级间绕绝缘胶带层;电流密 度大。用它绕制的高频变压器,比用漆包线绕制的体积可减小一半。三层绝缘线的质地 坚韧,需加温到200~300℃才能变软,进行绕制。绕制完毕,遇冷后线圈即可自动 成型。
三层绝缘线的结构分为三种:标准型、自粘接型、绞合线型,结构如图4-4-1所 示。图(a)为标准型结构,其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。图(b)为自粘接型结构,它是在标准型的外侧附加了 自粘着层,适合于无骨架的线圈。图(c)为绞合线型结构,其导线采用了多股胶合线, 外侧具有三个绝缘层,适用于高频领域。
图4-4-1 三层绝缘线的结构图
表4-4-2分别列出了由日本古河电气工业公司生产的UEW、TEX—E标准型三层 绝缘线、由上海罗坤电气科技发展有限公司自主研发的国产TIW标准型三层绝缘线的 主要性能指标。
表4-4-2 UEW、TEX—E、TIW标准型三层绝缘线的主要性能指标
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层绝缘线类型 | UEW | TEX—E | TIW | |
尺寸(mm) | 导线直径 | 0.400 | 0.400 | 0.400 |
成品外径 | 0.440 | 0.600 | 0.600 | |
被膜层厚度 | 0.020 | 0.100 | 0.100 | |
绝缘击穿电压(共三层)(kV) | 11.0 | >19.1 | >19.1 | |
耐电压(1min,共三层)(kV) | - | >10.0 | 6.0 | |
软钎焊所需焊接时间(420℃)(s) | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
火花试验(3000V,个/30m) | 4~15 | 0 | 0 | |
软化温度(℃) | 270 | 231 | 231 | |
单向磨损(N) | 14.31 | 19.31 | 19.31 | |
住复磨损(次) | 60 | 285 | 285 | |
耐化学性(混合二甲苯、苯乙烯) | 5H | 3H | 3H |
三层绝缘线特别适合于绕制小型化、高效率开关电源中的高频变压器。以采用 TEX—E的高频变压器为例,由于省去了层间绝缘带,也不必加阻挡层,因此它要比用 漆包线绕制传统变压器的体积减小1/2,而重量大约减小2/3,可大大节省材料和加工 费用。两种高频变压器的结构比较情况如图4-4-2所示。鉴于三层绝缘线的价格昂贵, 因此它特别适合于绕制小型化开关电源的高频变压器二次绕组,而一次绕组和反馈绕组 仍采用普通漆包线绕制。三层绝缘线产品必须通过国际权威机构的安全性认证,例如 UL、CSA、BSI、NEMKO、VDE等认证。所使用的安全标准主要有IEC950、UL1950、 CSAC22.2No.950—95、EN60950A3A4、HD195S6。TEX—E标准型三层绝缘线的产品规 格见表4-4-3。国产TIW标准型三层绝缘线的产品规格与之相同,仅部分参数略有 差异。
图4-4-2 两种高频变压器的结构比较
表4-4-3 TEX—E标准型三层绝缘线的产品分类
导线直径(mm) | 容许公差(mm) | 成品标称外径(mm) | 成品最大外径(mm) | 导线电阻(Ω/km) | 质量(kg/km) |
0.22 | ±0.008 | 0.420 | 0.437 | 498.4 | 0.465 |
0.24 | ±0.008 | 0.440 | 0.457 | 416.2 | 0.537 |
0.26 | ±0.010 | 0.460 | 0.477 | 358.4 | 0.616 |
0.28 | ±0.010 | 0.480 | 0.497 | 307.3 | 0.697 |
0.30 | ±0.010 | 0.500 | 0.520 | 262.9 | 0.786 |
0.35 | ±0.010 | 0.550 | 0.570 | 191.2 | 1.033 |
0.40 | ±0.010 | 0.600 | 0.625 | 145.3 | 1.316 |
0.50 | ±0.010 | 0.700 | 0.725 | 91.43 | 1.985 |
0.60 | ±0.020 | 0.800 | 0.825 | 65.26 | 2.793 |
0.70 | ±0.020 | 0.900 | 0.925 | 47.47 | 3.741 |
0.80 | ±0.020 | 1.000 | 1.030 | 36.08 | 4.829 |
0.90 | ±0.020 | 1.100 | 1.130 | 28.35 | 6.056 |
1.00 | ±0.030 | 1.200 | 1.230 | 23.33 | 7.422 |
(1)三层绝缘线存放条件是环境温度为-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、粉尘环境下存放三层绝缘线。对超过保 存期的三层绝缘线,必须重新做绝缘击穿电压、耐压、可绕性试验,方可使用。
(2)绕线需注意下列事项:三层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;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; 切断的导线末端十分锐利,不要贴近导线被膜。
(3)剥离被膜时需采用三层绝缘线剥膜机、可调式剥膜机等专用设备。其特点是一 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。
(4)焊接三层绝缘线的装置有两种。一种是静止式软钎料槽,适于焊接Φ0.40mm 以下的三层绝缘线。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。另一种是带风冷的喷射式软钎料槽,适合大批量生产。