电源变压器设计

变压器是将一种电压的交流电转换为另一种电压的交流电的电机。

电力变压器的主要结构元件：本体、铁心、绕组、冷却装置、套管和保护装置（膨胀机、排气管和气体继电器）。

变压器绕组的布置使得初级绕组产生的磁通量穿透大部分次级绕组。这一要求通过钢芯的结构来保证，钢芯是一个闭合的磁路。根据绕组和磁系统的相互布置，变压器主要有两种类型：杆式和电枢式。

在杆式变压器中，绕组位于芯棒上，芯棒通过闭合磁路的磁轭连接。杆式用于电源和一些特种变压器。铠装变压器使用覆盖绕组的分支磁路，就好像“铠装”它一样。铠装铁芯结构特别适用于小型单相变压器。

三相棒式变压器：

三相变压器

变压器的磁路称为铁芯，由合金钢片组装而成。为了不关闭床单，他们预先涂上一层薄薄的清漆或用纸粘合。

铁芯由携带线圈的棒和闭合磁路的磁轭组成。铁芯的横截面应尽可能接近线圈的形状。

在矩形绕组中，铁芯的横截面为矩形。圆形——核心有一个多层次的部分。如果铁芯的横截面较大，则采用纵向空气通道来散热，将铁芯分成单独的封装。

床单用销钉或铆钉拉在一起。单张纸不得相互连接，因为在接触平面中可能会出现涡流。为了防止板材通过销钉和铆钉闭合，在其上放置了绝缘管。螺母和铆钉头用电动纸板垫圈与芯压板隔离。

变压器中使用两种类型的绕组：圆盘式和圆柱形。

采用圆盘形绕组设计，初级和次级绕组被分成一系列在变压器铁芯上交替串联的扁平圆盘形绕组。

在圆柱形绕组中，初级和次级绕组彼此同心布置。低压绕组通常放置在靠近铁芯的位置，因为它更容易与钢绝缘。

制作绕组时，必须区分单根导线的绝缘、层与绕组之间的绝缘、初级和次级（次级）绕组之间的绝缘以及绕组相对于铁芯的绝缘。

变压器的绕组由外包绝缘的铜线制成。为了绝缘绕组线，纸，有时使用棉丝纱，清漆（搪瓷）箔或多层绝缘，例如，一层清漆和一层丝纱，一层纸和一层棉纱， ETC。

纸隔板用作层之间的绝缘。绕组用垫圈或用浸油的胶带、纸或布包裹的电气纸板垫圈绝缘。

变压器绕组的末端在套管的帮助下引出，套管将它们与接地体（油箱）隔离。

变压器装置：

三相变压器的绕组连接有两种基本方式：三角形连接和星形连接。绕组三角形接法时，相电压等于线电压，相电流小于线电流的1.73倍。绕组星形连接时，相电压小于线电压的1.73倍，相电流等于线电流。

在三相变压器中连接绕组的方法非常重要，因为次级电压相对于初级的相位角取决于它。初级和次级绕组电压之间的相移还取决于线圈的绕组方向。有关更多详细信息，请参见此处：电力变压器绕组连接方案和组别

设计变压器的地方联合并行工作, 这些变压器各相的瞬时电位必须相同。高压和低压绕组线电压之间具有相同相移的变压器被分配到同一组绕组连接，并根据小时指定分配一个编号。

为了将绕组与铁芯隔离，以及将高压绕组与低压绕组隔离，使用由烘烤纸压制的硬圆柱体或电工纸板制成的圆柱体，即所谓的软圆柱体。

在变压器构造中，广泛使用一种特殊的矿物（石油）油，称为变压器… 油箱里装满了变压器油，带有绕组的铁芯浸入其中。大功率电源变压器、大功率整流变压器、大功率脉冲变压器均采用此设计。

变压器油中的水分和杂质已被去除，即干燥和净化，是绕组和金属外壳之间的良好绝缘体。此外，导热系数高于空气的变压器油可以很好地将热量从变压器的活动部件传导到油箱的外表面。

随着变压器功率的增加，损耗的增长速度快于其几何尺寸，这导致需要增加其冷却表面。在此处查看详细信息：电力变压器的冷却系统

实际上，使用转换交流电压的设备，其中初级和次级绕组电连接。这些设备称为自耦变压器。

自耦变压器与传统变压器的不同之处在于其初级和次级绕组不仅以电感方式连接（如在传统变压器中），而且以电气方式连接。