变压器结构

变压器主要由三个部分组成：初级绕组、次级绕组和磁芯。初级绕组用于输入电源，次级绕组用于输出。磁芯用于将磁通限制在一定的路径内。

我们设计的变压器旨在接近理想变压器的特性。在实践中，我们为变压器结构采用以下设计特点：

变压器的铁芯由高等级硅钢制成，具有高磁导率和低磁滞损耗。
铁芯采用叠片结构以最大限度地减少涡流损耗。
通常更有效的方法是在一个铁芯柱上绕制一半初级绕组和一半次级绕组，而不是将初级绕组放在一个铁芯柱上，次级绕组放在另一个铁芯柱上。这确保了两个绕组之间紧密的磁耦合，从而大大减少了漏磁通。
绕组电阻R₁和R₂尽可能减小，以使I²R损耗和温升最小，并确保更高的效率。

变压器可以通过以下两种方式构造：

核心式变压器结构

在核心式变压器结构中，磁芯有两个垂直的柱（称为铁芯柱）和两个水平的部分（称为轭）。一半初级绕组和一半次级绕组分别绕在每个铁芯柱上，如图1所示。

这种绕组布置最大限度地减少了漏磁通。在实践中，低压绕组（可以是初级或次级）靠近铁芯放置，高压绕组绕在低压绕组周围。这大大减少了绝缘材料的需求。

核心式变压器结构的主要优点是易于拆卸维修。核心式结构最适合于高压大功率变压器，因为在核心式结构中，自然冷却效率更高。

在壳式变压器结构中，初级和次级绕组都绕在中央铁芯柱上，而两个外铁芯柱则构成低磁阻磁通路径，如图2所示。

在这种情况下，每个绕组被细分为多个部分，低压（lv）绕组部分和高压（hv）绕组部分交替排列成“三明治”状。因此，这种类型的绕组也称为三明治绕组或盘绕绕组。

壳式变压器结构提供了更好的机械支撑，以抵抗载流绕组之间的电磁力。此外，这种变压器结构为磁通提供了更短的路径，因此需要较小的励磁电流。由于绕组嵌入式，壳式结构更适合低压变压器，因为其自然冷却性能较差。

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