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变压器损耗分析

变压器是依据电磁感应原理设计的传输电能以及电信号的主要设备，其主要功能是传输功率和变换电压等。在理想状态下，变压器在传输功率及变换电压等过程中发生的损耗应为零。但是在实际传输以及变换过程中都有不同程度上的损耗出现：电流传输中的损耗，电磁的损耗，传输所需机械部件回路中的损耗等。变压器的质量、机械强度、以及各种损耗的指标直接会影响到变压器空载损耗和负载损耗值的大小。

变压器的空载损耗分析

空载损耗是变压器的一个重要性能指标，是指变压器一次绕组施加额定频率额定电压时，二次绕组空载所消耗的功率。主要包括三部分内容：一次绕组所产生的铜耗、变压器铁芯的励磁损耗和涡流损耗。因为空载电流值比较小，一般情况下占额定电流值的5％左右，可以忽略不计，所以在理论情况下变压器空载损耗数值等同于铁芯损耗数值。

变压器的负载损耗分析

变压器的负载损耗是指在一对绕组中，当额定电流（分接电流）流经一个绕组的线路端子，且另一绕组短路时在额定频率及参考温度下所吸收的有功功率。变压器的负载损耗也叫做铜损，除了绕组中通过电流产生的损耗外，一般实际情况中还存在其他的附加损耗；通常将绕组中产生的电阻损耗成为变压器的基本负载损耗。

在理论情况下，变压器的负载损耗只是评判产品损耗程度和判断产品质量的一个参考值，而不是实际工作中的真实损耗值。一台变压器的空载损耗和短路损耗成反向变动关系，其它情况不变的情况下，当空载损耗数值越大，那么负载损耗就会越小；当一台变压器负载路损耗值较大时，可引发电流通过绕组时出现局部过热现象使得绕组绝缘出现问题。所以电力变压器的空载损耗和短路损耗数值应合理设计，而不能为了追求过低的空载损耗值而忽略负载损耗值的存在。

因为法拉第正在使用直流电压，所以当磁通量发生变化时，他只看到电池初连接或断开电路时电磁感应的影响。当AC电源连接到初级时，变化的电流产生变化的磁场，磁通量在磁芯中实现，并且反过来引起次级电压，在两个线圈之间没有电通路。由两个线圈之间的磁通量变化提供的电感耦合允许跨变压器的通信。由变压器感应的磁场取决于绕组的匝数/单位长度，磁芯的介电常数和电流大小。 个商业上可行的变压器是William Stanley在19世纪80年代为George Westinghouse工作而发明的。

虽然任何由两个独立线圈和没有接地屏蔽组成的变压器提供隔离，但术语隔离变压器适用于专为提供电气隔离而设计的变压器; 其主要目的是将交流电源与电路，设备和设备隔离开来。隔离变压器的设计考虑了可能耦合初级和次级绕组的任何事物。它们通常在初级和次级线圈之间具有特殊的绝缘，并且被指定为承受绕组之间的高电压。由于电源线/瞬态电压噪声可通过线圈的电容和电阻路径耦合，因此隔离变压器具有额外的功能，可降低共模噪声（在以地为参考的**和中性线上），横向模式噪声（在**和中性线之间发生）和电磁噪声。直流信号被变压器阻挡，以及接地回路引起的干扰。对于敏感设备（计算机或测量仪器），包括静电屏蔽以减少绕组之间的任何电容。

用于的隔离变压器通常具有1：1的匝数比，初级绕组和次级绕组中的匝数相等，但是当需要改变电压时使用升压和降压隔离变压器。选择隔离变压器时，请检查所包含功能的规格，额定值及其构造方式。

变压器优化设计分析

设计变压器是变压器行业制造生产变压器的首要工作，目前国内外变压器制造行业均引进电子计算机科学技术对变压器设计环节进行精密计算和研究。变压器的设计环节较为复杂，包括了对变压器机械材料，空载损耗和负载损耗数值的确定以及电路绕组等各种材料及数值的设计。变压器进行优化设计是指在变压器原有数据及型号的基础上满足 标准规定的要求，对变压器制造环节进行高质量设计，以降低变压器制造的投入成本和提高变压器的性和可靠性来更好的满足客户的不同需求。

对变压器进行优化设计不仅可以保证变压器的性和可靠性，而且可以降低对制造变压器原材料消耗的减少以及提高变压器在实际工作中的工作效率。

变压器优化设计分析过程是一个变量较多，优化过程中需要满足的约束条件也较多的非常规性工程优化问题。一般的变压器设计过程采用手工计算设计方法，但随着计算机科学技术的发展和引进，变压器设计开始进入计算机设计研发阶段，利用计算机的计算分析能找出所有变量变动范围内的可行设计方案。

但随着计算机科学技术的发展以及对变压器要求的越来越高，变压器设计行业所需考虑的设计工艺和制造生产相关因素也更多。除了机械材料和相关数值的确定外，还应考虑变压器的综合制造加工成本、电磁设计以及可靠性的提高等问题。因此，应寻找合适的方法对变压器进行优化设计来满足变压器制造行业的不断发展提出的更高要求。