라미네이트 변압기 테스트

1, 적층 변압기 테스트 소개

라미네이트 변압기는 주로 선주파수, 저주파, 저/고압 승압, 강압 변압기로 사용됩니다.

두 개의 코일이 코어 위에 감겨져 자기적으로 결합됩니다.
두 개의 코일은 1차 코일과 2차 코일로 알려져 있습니다.
코어 재료는 연자성 재료(두께 약 0.35mm)의 얇은 시트로 구성되는 경향이 있으며 일반적으로 라미네이션이라고 하는 4% 실리콘강으로 만들어지며 바니시로 서로 절연됩니다.
이러한 얇은 시트는 와전류 흐름에 대한 저항을 증가시켜 와전류를 줄입니다.

권선을 삽입하기 전에 코어를 부분적으로 조립하고 일단 삽입되면 나머지 라미네이트 시트를 인터리브하여 모든 조인트가 한 위치에 모이는 것을 방지하고 조인트를 벽돌을 놓는 것과 유사하게 엇갈리게 배치합니다.
라미네이트 변압기는 일반적으로 50Hz~400Hz 사이의 대부분의 저주파 응용 분야에 사용됩니다. 1차측은 인덕턴스가 높은 경향이 있으므로 코어 손실을 최소화하면서 저주파 사용이 가능합니다.

라미네이트 변압기는 다음을 제공합니다. -

• 고전압 승압.
• 저전압 강압.
• 높은 전류 출력.
• 격리.

이 문서에서는 강압 적층 변압기에 중점을 둘 것입니다.
1차 권선과 2차 권선의 권선 수를 설계함으로써 원하는 승압 또는 강압 변압기를 실현할 수 있습니다.
누설 리액턴스를 줄이려면 전력 변압기에서 1차와 2차 간의 결합이 '단단'해야 합니다. 그렇지 않으면 리액턴스의 저하가 상당하고 2차 전압 및 전류에 따라 달라집니다.
따라서 라미네이트 변압기는 동심 권선으로 감겨 있습니다(1차 및 2차는 중간에 절연체를 사용하여 코어 림에 절반 감겨 있고 서로 겹쳐져 있습니다(밀접한 결합 제공).

2, 라미네이트 TX에 적합한 테스트

AT 시리즈 테스터는 다음과 같은 적용 가능한 적층 변압기 테스트를 수행할 수 있습니다.

CTY: CTY는 변압기가 고정 장치에 올바르게 장착되어 있고 모든 권선 종단 무결성이 양호한지 확인하기 위해 설계된 연속성 테스트입니다. 최소 저항은 10kOhms~10MOhms입니다.

R: R은 권선 저항으로 인해 인덕터가 제공하는 DC 저항입니다. 저항이 낮을수록 인덕터가 처리할 수 있는 전류는 더 많아집니다. 저항은 mOhms ~ MOhms 단위로 표시됩니다.

VOC: 전압 개방 회로, 이 테스트는 1차 권선에 전압을 인가하고 2차 권선에 유도된 전압을 읽습니다. 결과는 20Hz~1.5에서 1V~270V의 테스트 전압으로 100mV~500V의 2차 전압으로 표시됩니다. kHz. 위상은 또한 극성, 즉 양극(동위상), 음극(역위상)으로 측정됩니다.

IR: 절연 저항 테스트는 권선 사이의 차폐 및 절연 불량을 확인하도록 설계되었습니다. 전압과 전류가 측정되고 전압을 전류 절연 저항 측정값으로 나누어 100V ~ 7kV @ DC의 테스트 전압으로 MOhms ~ GOhms 단위로 표시됩니다.

MAGI: 자화 전류는 코어를 자화하는 데 필요한 전류와 코어의 손실을 공급하는 데 필요한 전류의 조합입니다. 결과는 20Hz ~ 1.5KHz에서 1V ~ 270V의 테스트 전압과 함께 1mA ~ 2A(3A 피크)의 전류로 표시됩니다.

STRW: 부하가 없고 2차 개방 회로가 있는 경우 변압기는 여전히 전류를 끌어옵니다. 이 전류는 코어 손실(와전류 및 히스테리시스)에 비례합니다. 패러데이의 법칙은 전압과 주파수를 제공하면 코어 손실이 비례적으로 증가하므로 동일하게 유지되어야 한다고 제안합니다. 따라서 급격한 전력 증가가 감지되면 권선 결함이 있음을 나타냅니다. 결과는 1V ~ 270V @ 20Hz ~ 1.5kHz의 테스트 전압에서 1mW ~ 40W의 와트로 표시됩니다.

HPAC: Hi-pot AC 테스트는 권선 간, 권선과 코어 및 권선과 차폐 간 절연을 테스트하는 절연 안전 테스트입니다. 전류 흐름은 각 테스트 지점 사이에서 측정되며 50Hz~1kHz에서 100V~5.5kV의 테스트 전압으로 mA~mA 단위로 표시됩니다.

일반적인 라미네이트 테스트 순서는 다음과 같습니다.

• CTY 연속성.
• R 저항.
• VOC 전압 개방 회로.
• MAGI 자화 전류.
• STRW 스트레스 와트.
• IR 절연 저항.
• HPAC 고전위 AC. 안전 테스트.

3, CTY & R(연속성 및 저항) 테스트

연속성은 고정 장치와 변압기가 올바르게 삽입되었는지 확인하는 간단한 테스트입니다.

제공되는 테스트 매개변수 범위는 10kOhms ~ 10MOhms이며, 10kOhms는 일반적으로 속도에 사용되며 10kW 미만의 값에 대해 각 권선 및 종단을 테스트합니다.

저항은 사용된 자기선의 저항으로 인해 인덕터가 제공하는 직류(DC) 저항입니다. 저항은 사용된 전선이나 전도성 물질의 부산물인 바람직하지 않은 특성입니다. 저항 측정은 일반적으로 모든 권선에 걸쳐 수행되며 해당 권선 내에서 특정 양의 전류를 전달하는 변압기 설계와 직접 연결됩니다. 저항이 낮을수록 인덕터의 전류 운반 능력이 높아집니다.

그림 1 (일반적인 라미네이트 강압 변압기 레이아웃)

그림 2는 기본에서 R에 필요한 매개변수를 보여줍니다.
저항 한계는 공칭 값 100Ω +/- 5%의 백분율로 선택되었습니다.
2차 권선의 저항도 테스트됩니다.

그림 2.

4, VOC(전압 개방 회로) 테스트

전압 개방 회로 테스트는 권선비 테스트의 고전압 버전입니다. 비율 결과(예: 2:1, 1:2 등)를 반환하는 대신 1차측의 턴 수와 2차측의 턴 수에 비례하는 전압 결과가 반환됩니다.
제공되는 테스트 매개변수 범위는 1V ~ 270V이고 측정 범위는 100mV ~ 500V입니다. 위상도 지원되며 포지티브(동위상) 또는 네거티브(역위상)로 선택할 수 있습니다.

그림 3은 샘플 변압기의 1차 및 2차 권선에서 VOC에 필요한 매개변수를 보여줍니다.
전압 및 주파수 레벨은 미국 라인 주파수 주전원 110V @ 60Hz로 선택되었으며 전압 제한은 최소 52V 및 최대 60V로 선택되었습니다. 위상은 +ve로 설정되었습니다.

그림 3.

5, STRW(스트레스 와트) 테스트

스트레스 와트 테스트의 주요 역할은 권선의 턴 간 절연 결함을 나타내는 것입니다.
이 테스트는 매우 얇은 와이어가 있는 권선에 사용할 수 있습니다. 부하가 없고 2차 개방 회로가 있는 경우 변압기는 여전히 전류를 끌어옵니다. 이 전류는 코어 손실(와전류 및 히스테리시스)에 비례합니다. 히스테리시스는 각 사이클 동안 코어의 자기 상태를 변경함으로써 소모되는 에너지이고 와전류는 시간에 따라 변화하는 플럭스에 의해 코어에 유도되는 전류입니다.
패러데이의 법칙에 따르면 전압과 주파수를 제공하면 비례적으로 증가하므로 코어 손실은 동일하게 유지되어야 합니다. 따라서 극적인 전력 증가가 측정되면 권선 결함이 있음을 나타냅니다.

스트레스 와트 테스트를 위해서는 110V @ 60Hz의 라인 주파수 변압기를 220V @120Hz에서 테스트해야 합니다. 코어 손실은 60Hz에서 110V에서 120Hz에서 220V로 크게 변하지 않아야 권선에 대한 전압 스트레스 테스트를 두 배로 늘릴 수 있습니다.

그림 4는 샘플 변압기의 2차 권선에서 STRW에 필요한 매개변수를 보여줍니다. 전압 및 주파수 레벨은 유도 전압 및 주파수의 두 배로 선택되었으며 최대 전력은 1초의 유지 기간 동안 2W로 설정되었습니다.

그림 4.

6, MAGI(자화 전류) 테스트

자화 전류 테스트는 일반적으로 BH 곡선의 전체 범위에 걸쳐 작동하도록 설계된 라미네이트 코어를 사용하는 변압기에서 수행됩니다.
BH 곡선은 자화력(H)과 그에 따른 자속 밀도(B) 측면에서 자성 재료의 특성을 보여줍니다.
자화 전류는 코어 자속을 설정하는 데 필요한 전류이며, 이로 인해 코어를 자화하는 데 필요한 전류와 히스테리시스 및 와전류로 구성된 코어의 손실을 공급하는 데 필요한 전류가 결합됩니다.
히스테리시스는 각 사이클 동안 코어의 자기 상태를 변경함으로써 소모되는 에너지이고 와전류는 시간에 따라 변화하는 플럭스에 의해 코어에 유도되는 전류입니다.

그림 5: 자화 전류 등가 회로.

• Lm = 자화 인덕턴스.
• Im = 자화 전류.
• 즉 = 여기 전류.
• Ic = 여자 전류의 코어 손실 구성요소.
• Rc = 코어 손실 저항.

그림 6은 샘플 변압기의 1차 권선에서 MAGI에 필요한 매개변수를 보여줍니다.
전압 및 주파수 레벨은 미국 라인 전압 및 주파수(RMS) 110V @ 60Hz에 대해 선택되었으며 최대 전류 소모량은 50mA로 설정되었습니다.

그림 6.

7, IR(절연 저항) 테스트

절연 저항 테스트는 권선 절연과 코어 절연 권선을 확인하는 수단입니다.
절연체 전체에 DC 전압을 가하고 저항을 측정하여 절연체의 품질을 확인할 수 있습니다.

그림 7 (절연 저항 테스트 회로)

8, HPAC(고전압 안전) 테스트

Hi-pot 또는 플래시는 안전 절연 테스트이며 권선 사이의 절연이 깨지지 않도록 절연 변압기에 적용됩니다.
이는 국제 표준에 따라 안전이 중요한 절연의 무결성을 보장합니다.
변압기가 위험한 라인 전압과 안전한 저레벨 전압 사이의 절연을 제공하는 경우 HPAC는 중요한 테스트입니다.
권선 사이, 권선과 코어 재료 사이에서 여러 테스트가 실행됩니다.

그림 8 (Hi-pot AC 테스트 회로)

9, 완벽한 라미네이트 테스트 솔루션

다음 샘플 라인 주파수 변압기 사양은 완전한 테스트 솔루션의 한 가지 방법을 설명하기 위한 모델로 사용됩니다.

• 연속성, 최대 연속성 저항 10kOhms.
• DC 권선 저항. 기본 공칭 값 100Ω +/- 5%.
• 2차 공칭 값 50W +/- 5%.
• 자화 전류 110V @ 60Hz 최대 전류 50mA.
• 전압 개방 회로 110V @ 60Hz 최소 전압 52V, 최대 전압 60V.
• 스트레스 와트, 기본 전압 220 @ 120Hz 최대 2와트.
• 절연 저항 @ 500V DC, 1차 - 2차 최소 저항 10MOhms.
• Hi-pot 1차 ~ 2차 5KV AC/1mA/2초.
• Hi-pot 기본에서 코어까지 5kV AC/1mA/2초.

10. 참조: