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設計變壓器是變壓器行業制造生產變壓器的首要工作，目前國內外變壓器制造行業均引進電子計算機科學技術對變壓器設計環節進行精密計算和研究。變壓器的設計環節較為復雜，包括了對變壓器機械材料，但隨著計算機科學技術的發展以及對變壓器要求的越來越高，變壓器設計行業所需考慮的設計工藝和制造生產相關因素也更多。除了機械材料和相關數值的確定外，還應考慮變壓器的綜合制造加工成本、電磁設計以及可靠性的提高等問題。因此，應尋找合適的方法對變壓器進行優化設計來滿足變壓器制造行業的不斷發展提出的更高要求。
空載損耗和負載損耗數值的確定以及電路繞組等各種材料及數值的設計。變壓器進行優化設計是指在變壓器原有數據及型號的基礎上滿足 標準規定的要求，對變壓器制造環節進行高質量設計，以降低變壓器制造的投入成本和提高變壓器的性和可靠性來更好的滿足客戶的不同需求。對變壓器進行優化設計不僅可以保證變壓器的性和可靠性，而且可以降低對制造變壓器原材料消耗的減少以及提高變壓器在實際工作中的工作效率。
變壓器優化設計分析過程是一個變量較多，優化過程中需要滿足的約束條件也較多的非常規性工程優化問題。一般的變壓器設計過程采用手工計算設計方法，但隨著計算機科學技術的發展和引進，變壓器設計開始進入計算機設計研發階段，利用計算機的計算分析能找出所有變量變動范圍內的可行設計方案。
變壓器的空載損耗分析
空載損耗是變壓器的一個重要性能指標，是指變壓器一次繞組施加額定頻率額定電壓時，二次繞組空載所消耗的功率。主要包括三部分內容：一次繞組所產生的銅耗、變壓器鐵芯的勵磁損耗和渦流損耗。因為空載電流值比較小，一般情況下占額定電流值的5％左右，可以忽略不計，所以在理論情況下變壓器空載損耗數值等同于鐵芯損耗數值。
變壓器的負載損耗分析
變壓器的負載損耗是指在一對繞組中，當額定電流（分接電流）流經一個繞組的線路端子，且另一繞組短路時在額定頻率及參考溫度下所吸收的有功功率。變壓器的負載損耗也叫做銅損，除了繞組中通過電流產生的損耗外，一般實際情況中還存在其他的附加損耗；通常將繞組中產生的電阻損耗成為變壓器的基本負載損耗。
在理論情況下，變壓器的負載損耗只是評判產品損耗程度和判斷產品質量的一個參考值，而不是實際工作中的真實損耗值。一臺變壓器的空載損耗和短路損耗成反向變動關系，其它情況不變的情況下，當空載損耗數值越大，那么負載損耗就會越小；當一臺變壓器負載路損耗值較大時，可引發電流通過繞組時出現局部過熱現象使得繞組絕緣出現問題。所以電力變壓器的空載損耗和短路損耗數值應合理設計，而不能為了追求過低的空載損耗值而忽略負載損耗值的存在。
低頻變壓器
低頻變壓器用來傳輸信號電壓和信號功率，還可實現電路之間的阻抗匹配，對直流電具有隔離作用。低頻變壓器又可分為音頻變壓器和電源變壓器兩種；音頻變壓器又分為級間耦合變壓器、輸人變壓器和輸出變壓器，其外形均與電源變壓器相似。音頻變壓器的主要作用是實現阻抗變換、耦合信號以及將信號倒相等。因為只有在電路阻抗匹配的情況下，音頻信號的傳輸損耗及其失真才能降到小。
（a）級間耦合變壓器。級間耦合變壓器用在兩級音頻放大電路之間，作為耦合元件，將前級放大電路的輸出信號傳送至后一級，并做適當的阻抗變換。
（b）輸入變壓器。在早期的半導體收音機中，音頻推動級和功率放大級之間使用的變壓器為輸人變壓器，起信號耦合、傳輸作用，也稱為推動變壓器。
輸人變壓器有單端輸人式和推挽輸入式。若推動電路為單端電路，則輸人變壓器為單端輸人式；若推動電路為推挽電路，則輸入變壓器為推挽輸入式。
（c）輸出變壓器。輸出變壓器接在功率放大器的輸出電路與揚聲器之間，主要起信號傳輸和阻抗匹配的作用。輸出變壓器也分為單端輸出變壓器和推挽輸出變壓器兩種。
（d）電源變壓器。電源變壓器的作用是將50Hz、220V交流電壓升高或降低，變成所需的各種交流電壓。按其變換電壓的形式，可分為升壓變壓器、降壓變壓器和隔離變壓器等；按其形狀構造，可分為長方體或環形（俗稱環牛）等。
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