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摘要：随着社会不断的发展，在生活中和建筑造业里，变压器的应用越来越广泛，也更加人性化。但是其安全性也是大家所关注的问题。关于变压器设计原则的探讨具有重要的意义。本文首先对变压器进行了概述，详细探讨了变压器的设计原则，旨在促进变压器的安全运行。
关键词：变压器；设计原则；探讨
如今我国社会发展迅速，使得电子元件较多的投入到了电厂的管理、监察测量以及自动回路之中，从而也就促进了小型变压器的使用范围，使之愈来愈普遍。
不过，有时候也因为小型变压器的突然损坏，而在市场中变压器的销售并不是很多，所以很难购买得到，造成了机器停止运转不能够继续工作的结果，这类原因形成的问题还比较多见。所以，为了减少不必要的麻烦，平时不光要提高变压器的维修养护之外，还需要了解变压器的绕制方法。
1变压器
变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原理把电压的交流电能转变成同频率的另一种电压的交流电能。
1.1变压器的分类
变压器设备按照用途来区分的话，可以是电力的变压器，其作用于升高电压、降低电压、配送电源等等；特种变压器，多用于冶金设备等特殊场合；或者是仪用的互感器，其作用也是在调节电压上面；实验用的变压器，其作用在利用电压成等级高的电压，也有就是调节电压强度。
1.2电压器的输送功能
发电机的容量往往远小于变压器的容量。输电过程中，通常将电压升高，通过高压输电线传送到远方的城市，通过降压变压器来将电压调节到10KV，再通过输送器将变压好的电压传送到用户。
1.3单相变压器的基本结构
铁心和绕组是变压器的主要结构之一。
1.4变压器的其它装置
变压器的主要组成部分有：变压器油、器身、油箱、散热装置、开关、绝缘保护等等。
1.5变压器的工作原理
电力变压器是用来改变交流电压大小的电气设备。它根据电磁感应的原理，把某一等级的交流电压变换成另一等级的交流电压，以满足不同负荷的需要。因此，变压器在电力系统和供用电系统中占有重要的地位。共同的磁路部分一般用的是硅钢片做成的，称之为铁心。双绕组变压器。双绕组变压器工作原理是把接到交流电源的绕组称之为原绕组，而把接到负荷（也称负载）的绕组称之为副绕组，有时把原绕组称为原边或初级，把副绕组称为副边或次级。
变压器副绕组的电压不等于原绕组的电压，若副边电压大于原边绕组电压，则该变压器称为升压变压器，若副边电压小于原边绕组电压，则该变压器称为降压变压器。在工程上也常把电压高的绕组称为高压绕组，电压低的绕组称为低压绕组。
2变压器的设计原则
2.1变压器的工作设计分析
（1）变压器空载运行
空载运行是变压器的一种极限运动状态。变压器的空载运行，是指原绕组接入电源电压，副绕组开路，副绕组里没有电流的最简单的运行情况。在同一支路内，电压与电流的正方向一致；磁通正方向与电流正方向之间符合右手螺旋关系；感应电动势与磁通之间满足电磁感应定律。电量方向规定：电压u1与电流I0同方向，磁通Ф正方向与电流I0正方向符合右手螺旋定则。电势e与I0电流的正方向相同。由于磁通在交变，根据电磁感应定律，电势公式及电势平衡方程式推导。空载时，主磁通Ф在1次侧产生感应电势E1，在2次侧产生感应电势E2，1次侧的漏磁通Φ1σ在1次侧漏抗电势E1σ。这就是电机学最重要的4.44公式。说明感应电势E1与磁通Φm/频率f/绕组匝数N成正比。以上推导涉及到的电磁量均为正弦变化，可以用相量来表示。用相量表示时应同时考虑有效值和相位。感应电势E在相位上滞后于磁通Φ90。E1σ＝－jX1σI0考虑到1次侧绕组的电阻压降后，其电势平衡方程为：
U1＝－E1－E1σ＋R1I0＝－E1＋jX1σI0＋R1I0＝－E1＋I0Z11次侧无电流，故：E2＝U2对于1次侧来说，电阻压降和漏抗压降都很小。所以U1≈－E1＝4.44fN1Φm，可见变压器的磁通主要由电源电压U1/频率f/和1次侧绕组的匝数N1决定。在设计时，若电压U1和频率f给定，则变压器磁通由匝数N1决定。
用一个阻抗（Rm＋jXm）表示主磁通Φ对变压器的作用，用另一个阻抗（R1＋jX1σ）1次侧绕组电阻R1和漏抗X1σ的作用，即可得到空载时变压器的等效电路。R1和X1σ受饱和程度的影响很小，基本上保持不变。Rm和Xm随着饱和程度的增大而减小，在实际应用中要注意到这个结论。变压器正常工作时，由于电源电压变化范围小，铁心中主磁通的变化不大，励磁阻抗Zm也基本不变。变压器，其磁通Φ可以由电压U1和频率f控制。
（2）变压器的负载运行
负载运行是变压器最基本的运行状态，变压器的负载运行是指原绕组接入电源电压，副绕组接负载时的工作情况。这时，变压器的副边也有电流流通。原边的输入电流与空载相比相应增大，副边的端电压将受到负载的影响而发生变化，这是负载运行与空载运行的主要区别。变压器负载运行基本电磁过程：负载后，2次侧电流产生磁势F2＝N2I2，该磁势将力图改变磁通Φ，而磁通是由电源电压决定的，也就是说Φ基本不变。要维持Φ不变，1次绕组的电流将由原来的I0变为I1。I1产生磁势F1＝I1N1，F1与F2共同作用产生Φ，F1＋F2的作用相当于空载磁势F0，也即励磁磁势Fm。负载后，1次侧绕组中的电流由两个分量组成，一个是其负载分量I1L，另一个是产生磁通的励磁分量I0，I1L产生的磁势与2次侧电流产生的磁势大小相等，方向相反，互相抵消。在满载时，I0只占I1L的2%～8%，有时可将I0忽略，即：I1＋I2/k＝0，I1/I2＝1/k。这就是变压器的变流作用，只有在较大负载时才基本成立，用此原理可以设计出电流互感器。
2.2变压器的设计原则
变压器作为产品，有商品的属性特点。变压器的设计原则与其他商品属性基本一致。在完成功能中追求价格优势是最佳的。不过在当今强调降低成本的同时，设计成为了一大难题。“节能不节钱”引发的思考，值得大家来深思。所以企业单位团体应该设计出更加完美的变压器。轻便、小巧，最重要的是性能俱佳、成本不高。如此的变压器设计得到越来越多的广大市场的青睐和追求。公司在确定出产品中有的非常详尽。例如列出了变压器的工作频率、传输功率。这种双赢的行为值得其他企业和单位的学习和效仿。
3我国变压器的发展趋势
3.1未来市场前景广阔
现今变压器还未达到饱和状态，发展前景非常广阔，对于如何宣传、推广、销售变压器成为了当下政府部门和企业单位的一大课题。首先技术必须过硬。其次企业规模、软硬件条件、远期规划也要摆到明面上，才能被市场接受。
3.2市场潜力巨大
现今社会对于变压器的需求越来越大。各大、中、小城市；城乡、学校的用电也在不断地加大。变压器的种类繁多：如特种变压器、互感器、干式变压器、互流变压器等。只有通过优胜劣汰、不断更新、不断扩大变压器的种类和性能，才能不断的挖掘出市场的潜力和需求。
4结束语
综上所述，变压器设计原则的探讨对变压器的发展具有重要的作用。因此要进一步提高和完善变压器设计原则，这样才能促进变压器行的快速发展。
参考文献：
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