變壓器材料介紹(非常詳細)

變壓器材料介紹
一.線架(BOBBIN)
（一）作用：顧名思義，BOBBIN(線架)在變壓器中起支撐COIL(線圈)的作用.
（二）BOBBIN 的分類：
1.依據變壓器的性質要求不同，按材質分為：熱塑性材料，熱固性材料.
熱塑性材料我們常用的有尼龍(NYLON)，塑膠(PET)，塑膠( PBT)
三種.熱固性材料我們常用到的有電木(PM).
2.依據變壓器的形狀不同，BOBBIN 又分為立式，臥式，子母式，抽屜式，
單格，雙格.
（三）特性及用途：
1.電木(PM)：熱固性材料，穩定性高，不易變形，耐溫150℃，可承受370
℃之高溫.表面光滑，易碎，不能回收.用於耐溫較高之變壓器.
2.尼龍(NYLON)：熱塑性材料，工程塑膠，延展性好，不易碎，耐溫115
℃，易吸水，使用前先用80℃的溫度烘烤，使固性穩定.表面光滑，半
透明，不易碎.一般用於耐油性強的變壓器上.
3.塑膠(PET)：熱塑性材料，510 系統，硬性高，易成形.不易變形，耐溫
170℃，表面不光滑，不易碎，一般用於繞線管.

4.塑膠(PBT)：熱塑性材料，較軟，不易變形，不耐高溫(160℃)，表面不
光滑，不易碎一般用於繞線管
*熱塑性材料可回收：第一次為20%，第二次為15%，第三次7%.

二.鐵芯CORE
鐵芯從用途上分高、低頻、COIL 三種:
1.高頻類：鐵粉芯Ferrite core
Ferrite core 用於高頻變壓器 它是一種帶有尖晶石結晶狀結構的陶
磁體，此種尖晶石為氧化鐵和其它二價的金屬化合物.如kFe2O4(k 代
表其它金屬)，目前常使用的金屬有錳(Mn)、鋅(Zn)、鎳(Ni)、
鎂(Ng)、銅(Cu).
其常用組合如錳鋅(Mn Zn)系列、鎳鋅 (Ni Zn)系列及鎂
鋅(Mg Zn)系列.此種材具有高導磁率和阻抗性的物性，其使
用頻率範圍由1kHz 到超過200kHz.
2.低頻類：矽鋼片(LAMINATION)
矽鋼片用於低頻變壓器，其種類很多，按其製作工藝不同可分為
A：鍛燒(黑片)、 N：無鍛燒(白片)兩種.按其形狀不同可分為：EI 型、
UI 型、C 型、口型.
口型矽鋼片常在功率較大的變壓器中使用，它絕緣性能好，易於
散熱，同時磁短路，主要用於功率大於500~1000W 和大功率變壓器中.

由兩個C 型矽鋼片組成一套矽鋼片稱為CD 型矽鋼片，用CD 型
矽鋼片製作的電源變壓器在截面積相同的條件下，窗口愈越高，變壓
器功率越大.於鐵芯兩側可以分別安裝線圈，因此變壓器的線圈匝數可
分配在兩個線包上，從而使每個線包的平均匝長較短，線圈的銅耗減
小.另外如果把要求對稱的兩個線圈分別繞在兩個線包上，可以達到完
全對稱的效果.
由四個C 型矽鋼片組成一套矽鋼片稱為ED 型矽鋼片.ED 型矽鋼
片製成的變壓器外形呈扁寬形，在功率相同的條件下ED 型變壓器比
CD 型變壓器矮些，寬度大些，另外由於線圈安裝在矽鋼片中間，有
外磁路， 因此漏磁小，對整體乾擾小.但是它所有線圈都繞在一個線
包上，線包較厚，故平均匝長較長，銅耗較大.
C 型鐵芯性能優異所製作之變壓器體積小、重量輕、效率高，裝
配的角度來看，C 型矽鋼片零件很少，通用性強，因此生產效率高，
但是C 型矽鋼片加工工序較多，作較複雜，需用專用設備製造，因而
目前成本還較高.
我們主要使用的是EI 型矽鋼片.E 型矽鋼片又稱殼型或日型矽鋼
片，它的主要優點是初、次級線圈共同一個線架，有較高的窗口佔空
系數(佔空系數Km：銅線淨截面積和窗口面積比);矽鋼片對繞組形成
保護外殼，使繞組不易受到機械傷損傷;同時矽鋼片散熱面積較大，變
壓器磁場發散較少.但是它的初次級漏感較大，外來磁場乾擾也較大，
此外，由於繞組平均周長較長，在同樣圈數和鐵芯截面積條件下，EI
型鐵芯的變壓器所用的銅線較多.
矽鋼片的厚度常用的有0.35mm、0.5mm 兩種.
矽鋼片的組裝方式有交疊法和對疊法兩種.交疊法是將矽鋼片的
開口一對一交替地分佈在兩邊，這種疊法比較麻煩，但矽鋼片間隙小，
磁阻小，有利於增大磁通，因此電源變壓器都採用這種方法.對疊法常
用於通有直流電流的場合，為避免直流電流引起飽和，矽鋼片之間需
要留有空隙，因此對疊法將E 片與I 片各放一邊，兩者之間的空隙可用紙片來調節
我們廠常用的有矽鋼片材質有Z-11、H-18、H-50、H-14 等，其中
以Z-11 矽鋼片性能最好.通常表示方法如圖3.1：

三. TUBE
TUBE 種類繁多，用途廣泛，我們常用的有TEFLON(鐵弗龍)、矽質套
管、玻璃纖維矽膠套管、 矽橡膠套管、矽膠玻璃纖維套管、臘套管、PE 熱
縮套管、PVC 熱縮套管。
1.TEFLON
鐵弗龍為塑膠中耐溫最高(280℃~300℃)最耐強酸、強鹼、最抗粘、
最滑溜耐磨之工程塑膠材料，而廣泛用於機械，汽車，電子，化工閥
門等零件.鐵弗龍為訊號、儀控綱路及耐熱之電線電纜的最佳絕緣材
料，成功用於各類家電用品(微波爐、電烤箱、吹風機、電鍋……)，
通訊設備/電腦、各類化學、機械及電氣/電子工業領域.

其中 Teflon Insulation Sleeving 由於耐高溫、耐電壓(300V)而廣泛
用於航太、汽車、醫療、電子變壓器、通訊等科技工業.
Teflon insulation sleeving 是變壓器進出線絕緣的最佳材料，其主要
性質如下表：

Teflon Insulation tubing：L.T.S.Type
•L Type：Wall thickness：0.15mm~0.2mm Dielectric strength：3600V
•T Type：Wall thickness：0.3mm~0.35mm Dielectric strength：7200V
•S Type：Wall thickness：0.5mm~0.60mm Dielectric strength：12000V
2. 矽質玻璃纖維套管 (Silicon Glass Fiber Sleeving Character)

矽質玻璃纖維套管是以無鹼性玻璃纖維紗編織成管，經特殊的一
種樹脂浸塗處理，再以適當之溫度烘乾而製成，它具有極佳之電氣絕
緣性，且耐燃耐溫、耐電壓、耐濕、在零下50℃低溫時仍能保持柔軟.
在高溫200~250℃亦不損電氣之特性，另皮膜十分強韌，而曲折.適用
H 級馬達、乾式變壓器、炭刷、冷凍機、冷氣機、投射燈、鹵素燈、
吸頂燈、落地燈及發熱體之導線、機械高溫配線和保護所適用。
矽質玻璃纖維套管在變壓器中常用於CT 絕緣，其耐油性、抗剪
性、耐磨性極佳，耐酸鹼、水、液態氧、有機溶劑;耐溫180℃，耐電壓1.5KV。

伸長率為300%;
耐火、自熄;
抗剪穿性、耐磨性好;
耐酸、水、植物油、動物油佳;
稍耐碳化氫油及汽油;
耐電壓4000V.
矽膠套管常用於：
1 變壓器絕緣套管;
2 電熱絕緣套管
3 耐高溫套管

0.5 x 1.3
0.8 x 1.6
1.0 x 1.8
1.5 x 2.3
2.0 x 2.8
2.5 x 3.3
3.0 x 4.0
3.5 x 4.5
4.0 x 5.0
5.0 x 6.0
6.0 x 8.0
7.0 x 9.0
8.0 x 10.0
9.0 x 11.0
10.0 x 12.0

四.TAPE

1.電氣膠帶的構造
從一捲3M#1350 粘貼膠帶的
外表，會令人聯想到它所牽涉的
物料科學、技術和先進生產處理
等復雜性質.電氣膠帶的基本結
構：分離塗層(Release Coating)、帶基/基材(Backing)、塗底劑(Primer Coating)、粘劑(Adhesive). (如圖
4.1)
2.常用的膠帶
我們以帶基/基材的不同分類有： 環氧膠帶(epoxy tape)、聚酸亞
胺膠帶 (polyimide tape)、聚四氟乙烯膠帶(PTFE Tape)、乙烯樹脂膠帶
(Vinyi Tapy)、聚酯薄膜(Polyeseter Taye)、強化纖維膠帶(Filament
Tape)、合成物薄膜(Composite Tape)、玻璃布(Glass Cloth)、乙醋酸布
(Acetate Cloth)、紙帶 (Paper)
3.各種膠帶有特性及用途
3.1 環氧膠帶(epoxy tape)
環氧膠帶抗焊接、抗穿刺、質薄、絕緣強度高、從形性好，
UL 認可耐溫程度達150℃及防燃.這種結構的膠帶功能廣泛，有利
於減輕庫存成本其HI-POT 在5KV 以上.
3.2 聚酸亞胺膠帶 (polyimide tape)
這種膠帶以聚酸亞胺為-帶基/基材的膠帶適用於COIL、纏結
的電線和電容器.它能扺受極大的溫差，保持其物理及電氣性能不
變.其熱固硅/矽的壓敏膠粘劑提高聚酸亞胺膠帶的穩定性.其耐溫
為180℃， HI-POT 為7.5KV
3.3 聚四氟乙烯膠帶(PTFE Tape)
這些耐高溫薄膜膠帶在溫差極大時使用仍可保持其性能不
變，收縮程度低，扺禦化學物質性能極低、抗電弧能力高、且不
含碳化物質.其耐溫為80℃，其HI-POT 為9.5KV.
3.4 乙烯樹脂膠帶(Vinyi Tapy)
乙烯膠帶楺合了聚氯乙烯帶基的靈活性及具備優良的電氣
絕緣性能.它的絕緣強度高，抗濕氣、紫外線、磨損、腐蝕、鹼和
混合物. 其壓敏橡膠粘劑適用溫差能力良好. 此不褪色膠帶能迅
速辨認電流相位、導線、管導和 安全地帶. 乙烯膠帶提供主要電
絕緣達600 伏特之高， 亦可用於高壓電纜電線纏結和電視消磁
COIL 的封裝操作. HI-POT>8KV 最高可達12KV.3.5 聚酯薄膜(Polyeseter Taye)
這種膠帶適應於需要薄質、耐用和高介電/耐電壓強度材料時
的絕緣用途. 它必須比醋酸脂薄膜膠帶耐溫度. 聚脂薄膜膠帶從
形性高、有極佳的抗化學品、抗化劑和防潮能力， 並可扺受切
割及磨損. 耐溫130℃ HI-POT： 5KV
3.6 強化纖維膠帶(Filament Tape)
這種膠帶特別適用於需要聚脂薄膜的高介電強度/高耐電壓
和玻璃布膠帶的高度機械強度的情況. 它的延展強度低、韌度高
和抗撕裂，在130℃或以下範圍使用這種膠帶，比使用玻璃布膠
帶的成本為低. 它可用來固定引線及端子板， 並可纏結COIL.
3.7 合成物薄膜(Composite Tape)
這種結構結合聚脂薄膜的高介電/耐電壓強度和抗撕裂性質
以及無紡聚酯薄墊的軟墊特性， 並備有三種厚度可供選擇.這種
膠帶即我們常說的44#醋酸布(ACT)，其耐溫為130℃，HI-POT：
5.5KV
3.8 玻璃布(Glass Cloth)
玻璃布膠帶用途最廣泛且從形性最佳，它在紡織產品中最耐
熱和韌力最高，並能級效地吸收電氣絕緣漆和樹脂其耐溫130℃
以上， HI-POT：3KV
3.9 乙醋酸布(Acetate Cloth)、
這些悅目膠帶適用於COIL 包封.從形性高.能扺受105℃之高
溫， 乙醋酸布並能有效地吸收樹脂和絕緣漆. HI-POT ：3.5KV
3.10 紙帶(Paper)
這些膠帶具軟墊功能，抗穿刺和韌度高.其縐紋及纖維帶基物
料具有極高從形性，用於COIL 包封及105℃或以下溫度範圍.
HI-POT ： 2KV