적층 변압기 테스트

1, 적층 변압기 테스트 소개

적층 변압기는 주로 상전압, 저주파, 저/고전압 승압, 강압 변압기로 사용됩니다.

두 개의 코일이 코어 위에 감겨서 자기적으로 결합됩니다.
두 개의 코일은 1차 코일과 2차 코일이라고 합니다.
코어 재료는 일반적으로 4% 실리콘 강철로 만들어진 얇은 연성 자성 재료 시트(두께 약 0.35mm)로 구성되는 경향이 있으며, 이를 라미네이션이라고 하며, 이들은 바니시로 서로 절연됩니다.
이러한 얇은 시트는 와전류 흐름에 대한 저항을 증가시켜 와전류를 줄입니다.

코어는 권선을 삽입하기 전에 부분적으로 조립되며, 삽입한 후 나머지 라미네이트 시트를 서로 끼워 모든 접합부가 한곳에 모이는 것을 방지하고, 접합부는 벽돌을 쌓듯이 엇갈리게 배치합니다.
적층 변압기는 일반적으로 50Hz와 400Hz 사이의 대부분의 저주파 응용 분야에서 사용됩니다. 1차는 높은 인덕턴스를 갖는 경향이 있어 코어 손실을 최소화하면서 저주파 사용이 가능합니다.

적층 변압기는 다음을 제공합니다.

• 고전압 승압.
• 저전압 강압.
• 높은 전류 출력.
• 격리.

본 문서에서는 스텝다운 적층 변압기에 집중하겠습니다.
1차 권선과 2차 권선의 권선 수를 설계함으로써 원하는 승압 또는 강압 변압기를 실현할 수 있습니다.
전력 변압기에서 누설 리액턴스를 줄이기 위해서는 1차측과 2차측의 결합이 '단단해야' 합니다. 그렇지 않으면 리액턴스 강하가 상당히 일어나고 2차측 전압 및 전류에 따라 달라집니다.
따라서 적층 변압기는 동심원 권선으로 감깁니다(1차 권선과 2차 권선은 절반의 권선이 코어 가지에 감겨서 서로 겹쳐져(밀접한 결합을 제공) 중간에 절연이 삽입됩니다).

2, 라미네이트 TX에 적합한 테스트

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

R: R은 권선 저항으로 인해 인덕터가 제공하는 DC 저항입니다. 저항이 낮을수록 인덕터가 처리할 수 있는 전류가 많아집니다. 저항은 mOhms에서 MOhms로 표시됩니다.

VOC: 전압 개방 회로, 이 테스트는 1차 권선에 전압을 인가하고 2차 권선에 유도된 전압을 읽습니다. 결과는 20Hz~1.5kHz에서 1V~270V의 테스트 전압과 함께 100mV~500V의 2차 전압으로 표시됩니다. 위상은 또한 극성, 즉 양(동상), 음(반상)으로 측정됩니다.

IR: 절연 저항 테스트는 권선 사이의 차폐 및 절연 불량을 확인하기 위해 설계되었습니다. 전압과 전류를 측정하고 전압을 전류로 나누어 절연 저항 측정값을 MOhms에서 GOhms로 표시하고 테스트 전압은 DC에서 100V에서 7kV입니다.

MAGI: 자화 전류는 코어를 자화하는 데 필요한 전류와 코어의 손실을 공급하는 데 필요한 전류의 조합입니다. 결과는 1 mA에서 2 A(3A 피크)의 전류로 표시되고 테스트 전압은 1 V에서 270V @ 20 Hz에서 1.5 K Hz입니다.

STRW: 무부하 상태에서 2차 개방 회로가 있는 변압기는 여전히 전류를 끌어옵니다. 이 전류는 코어 손실(와전류 및 히스테리시스)에 비례합니다. 패러데이의 법칙은 전압과 주파수가 비례적으로 증가하면 코어 손실은 동일하게 유지되어야 한다고 제안합니다. 따라서 극적인 전력 증가가 감지되면 권선 결함을 나타냅니다. 결과는 1mW에서 40와트까지의 와트 단위로 표시되며 테스트 전압은 1V에서 270V @ 20Hz에서 1.5kHz입니다.

HPAC: Hi-pot AC 테스트는 권선 간, 권선과 코어, 권선과 차폐 간의 절연을 테스트하는 절연 안전 테스트입니다. 각 테스트 지점 사이에서 전류 흐름을 측정하고 mA에서 mA로 표시하며 테스트 전압은 100V에서 5.5kV @ 50Hz에서 1kHz입니다.

일반적인 적층판 테스트 순서는 다음과 같습니다.

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

3, R(저항성) 테스트

제공된 테스트 매개변수의 범위는 10kΩ에서 10MOhms입니다. 10kΩ은 일반적으로 속도에 사용되며 각 권선과 종단을 10kW 미만의 값에 대해 테스트합니다.

저항은 사용된 자기 와이어의 저항으로 인해 인덕터가 제공하는 직류(DC) 저항입니다. 저항은 사용된 와이어 또는 전도성 재료의 부산물인 바람직하지 않은 특성입니다. 저항 측정은 일반적으로 모든 권선에서 수행되며 해당 권선 내에서 특정 양의 전류를 전달하기 위한 변압기 설계와 직접 연결됩니다. 저항이 낮을수록 인덕터의 전류 전달 능력이 높아집니다.

그림 1 (전형적인 적층형 강압 변압기 레이아웃).

그림 2는 1차측의 R에 필요한 매개변수를 보여준다.
저항 한계는 100옴의 공칭값에 대한 +/- 5%의 백분율로 선택되었습니다.
2차 권선도 저항을 테스트합니다.

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 1차 권선의 권선 수와 2차 권선의 권선 수에 비례하는 전압 결과가 반환됩니다.
제공된 테스트 매개변수 범위는 1V~270V이고 측정 범위는 100mV~500V입니다. 위상도 고려되며 양(동상) 또는 음(반위상)으로 선택할 수 있습니다.

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

그림 3.

5, STRW(스트레스 와트) 테스트

스트레스 와트 테스트의 주요 역할은 권선의 턴 간 절연에 대한 결함을 나타내는 것입니다.
이 테스트는 매우 얇은 와이어가 있는 권선에 사용할 수 있습니다. 무부하 및 2차 개방 회로에서 변압기는 여전히 전류를 끌어옵니다. 이 전류는 코어 손실(와전류 및 히스테리시스)에 비례합니다. 히스테리시스는 각 사이클 동안 코어의 자기 상태를 변경하여 소모되는 에너지이고 와전류는 시간에 따라 변하는 플럭스에 의해 코어에 유도되는 전류입니다.
패러데이의 법칙은 전압과 주파수가 비례적으로 증가하면 코어 손실은 동일하게 유지되어야 한다고 제안합니다. 따라서 극적인 전력 증가가 측정되면 권선 결함이 존재함을 나타냅니다.

스트레스 와트 테스트는 220V @120Hz에서 테스트하기 위해 110V @ 60Hz의 라인 주파수 변압기가 필요합니다. 코어 손실은 110V @ 60Hz에서 220V @ 120Hz로 크게 변하지 않아야 하며, 권선에서 두 배의 전압 스트레스 테스트를 허용합니다.

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

그림 4.

6, MAGI(자화전류) 테스트

자화 전류 시험은 일반적으로 BH 곡선의 전체 범위에서 작동하도록 설계된 적층 코어를 사용하는 변압기에서 수행됩니다.
BH 곡선은 자화력(H)과 그에 따른 자속 밀도(B)를 기준으로 자성체의 특성을 보여줍니다.
자화 전류는 코어 플럭스를 형성하는 데 필요한 전류로, 코어를 자화하는 데 필요한 전류와 히스테리시스와 와전류로 구성된 코어의 손실을 공급하는 데 필요한 전류의 조합으로 구성됩니다.
히스테리시스는 각 사이클 동안 코어의 자기 상태를 변화시키는 데 사용되는 에너지이고, 와전류는 시간에 따라 변하는 플럭스에 의해 코어에 유도되는 전류입니다.

그림 5: 자화 전류 등가 회로.

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

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

그림 6.

7. IR(절연저항) 테스트

절연 저항 시험은 권선 절연과 권선-코어 절연을 점검하는 수단입니다.
절연의 품질은 절연체에 직류 전압을 인가하고 저항을 측정하여 확인할 수 있습니다.

그림 7 (절연 저항 시험 회로).

8, HPAC(고전압 안전) 테스트

하이포트 또는 플래시는 안전 절연 테스트이며, 권선 간의 절연이 파괴되지 않는지 확인하기 위해 절연 변압기에 적용됩니다.
이는 국제 표준에 따라 안전에 중요한 절연의 무결성을 보장합니다.
변압기가 위험한 선간 전압과 안전한 저전압을 분리하는 데 필요한 HPAC 테스트가 매우 중요합니다.
권선 사이와 권선과 코어 소재 사이에서 여러 가지 테스트가 실행됩니다.

그림 8 (Hi-pot AC 테스트 회로).

9, 완벽한 라미네이트 테스트 솔루션

다음 샘플 라인 주파수 변압기 사양은 완전한 테스트 솔루션의 한 방법을 설명하는 모델로 사용됩니다.

• DC 권선 저항. 1차 공칭 값 100Ω +/- 5%.
• 2차 공칭값 50W +/- 5%.
• 자화 전류 110V @ 60Hz, 최대 전류 50 mA.
• 전압 개방 회로 110V @ 60Hz 최소 전압 52V, 최대 전압 60V.
• 스트레스 와트, 1차 전압 220 @ 120Hz 최대 2와트.
• 절연 저항 @ 500 V DC, 1차-2차 1 최소 - 저항 10 MOhms.
• 1차에서 2차로의 하이포트 전압 5 KV AC / 1 mA / 2초.
• 1차측에서 코어까지 하이포트 5kV AC / 1mA / 2초.

10. 또한 참조 :