V diskusii o základných princípoch transformátorov s dvojitým vinutím sa predpokladá, že vinutie transformátora sa skladá z primárneho vinutia a sekundárneho vinutia, ktoré sú od seba oddelené. Každé vinutie transformátora je valcové a sústredné so stĺpom železného jadra nastaveného vinutia, čo zabezpečuje magnetický obvod s nižšou hodnotou magnetického odporu pre hlavný magnetický tok. Či už ide o jednofázovú štruktúru transformátora alebo trojfázovú štruktúru transformátora, magnetický obvod so železným jadrom musí byť uzavretý a musí tiež obklopovať vinutie. Okrem určenia celkovej veľkosti transformátora veľkosť dvoch koncentrických vinutí určuje aj veľkosť okna železného jadra, čím sa určuje veľkosť železného jadra. Veľkosť železného jadra určuje veľkosť straty železného jadra pre daný pás elektrotechnickej ocele a hustotu magnetického toku. Konštruktéri musia urobiť usporiadanie vinutia čo najkompaktnejšie a faktory, ktoré bránia kompaktnosti konštrukcie vinutia, sú požadované priechody chladiaceho oleja a izolačný priestor, ako aj použitie prierezov vodičov- čo možno najväčšej veľkosti, aby sa znížili straty pri zaťažení.
Strata záťaže transformátora je strata spôsobená záťažovým prúdom, ktorý sa mení s druhým výkonom záťažového prúdu. Straty zaťaženia generované v transformátoroch možno pripísať trom častiam: stratám odporu; Strata vírivých prúdov generovaná vo vinutí, keď striedavý únikový magnetický tok prechádza drôtom vinutia; Tzv
V súčasnej situácii sú to stále čiastkové straty vo vinutí, ktoré majú najväčší vplyv na celkové straty zaťaženia. Ako už názov napovedá, generovanie straty odporu je založené na skutočnosti, že vo vinutí musí byť odpor, takže túto časť straty nemožno úplne eliminovať. Konštruktéri transformátorov však môžu nájsť spôsoby, ako znížiť stratu odporu. Tieto metódy používajú čo najmenej závitov vinutia; Zväčšite plochu-prierezu každého otočenia drôtu; Používajte materiály s nižším elektrickým odporom, čo sa vo všeobecnosti týka medi s vyššou vodivosťou.
Použitie minimálneho počtu závitov vinutia znamená, že sa musí použiť železné jadro, ktoré dokáže generovať najvyšší možný celkový magnetický tok, čo zahŕňa dva aspekty: výber najväčšieho možného prierezu železného jadra-a výber najvyššej možnej hodnoty hustoty magnetického toku železného jadra. Dôsledkom toho je nevyhnutne zvýšenie veľkosti železného jadra (vrátane svoriek), čím sa zvýši hmotnosť a strata železného jadra. Zníženie straty zaťaženia vedie k zvýšeniu straty železného jadra a naopak. Samozrejme, zvýšenie veľkosti železného jadra tiež zvyšuje menovateľ v percentuálnom vyjadrení reaktancie. Aby sa to kompenzovalo a zachovala sa nezmenená hodnota impedancie, je potrebné znížiť axiálnu výšku vinutia a súčasne znížiť počet závitov vinutia (čo môže znížiť straty zaťaženia). Zníženie axiálnej výšky vinutia znamená zníženie výšky stĺpa železného jadra, čo do určitej miery kompenzuje zvýšenie hmotnosti železného jadra spôsobené zväčšením veľkosti železného jadra. Týmto spôsobom, v dôsledku vzájomnej kompenzácie jednej alebo dvoch zmien veľkosti konštrukcie, nebude zmena strát transformátora príliš významná. Optimálnu veľkosť konštrukcie je teda možné vybrať na základe iných faktorov, ako je pomer straty zaťaženia k-strate nákladu alebo obmedzenie prepravnej výšky (ktoré úzko súvisia s veľkosťou výšky železného jadra).
Dôsledkom zväčšenia plochy prierezu drôtu vinutia je zvýšenie strát vírivými prúdmi vo vinutí (okrem toho môže spôsobiť aj zväčšenie veľkosti okna železného jadra, čo má za následok celkové zväčšenie veľkosti železného jadra). Dôvodom straty vírivých prúdov je únikový tok prechádzajúci drôtmi vinutia. Zvodový tok prechádzajúci drôtom vinutia generuje indukované napätie a výsledný prúd je ortogonálny k zaťažovaciemu prúdu a zvodovému toku. Čím väčšia je plocha prierezu drôtu vinutia, tým nižšia je jeho impedancia voči vírivým prúdom, čo vedie k väčším vírivým prúdom. Jediný spôsob, ako zvýšiť impedanciu vírivých prúdov bez toho, aby sa zmenšila plocha prierezu každého závitu vinutia, je rozdeliť každý závit drôtu na menšie pramene drôtu a izolovať ich od seba a zároveň ich premiestniť pozdĺž výšky vinutia. Otázka transpozície drôtov vinutia bude diskutovaná v časti o štruktúre vinutia nižšie. Hoci pracovníci vinutia uprednostňujú na navíjanie vinutí menšie-prierezové vodiče (pretože malé{10}}prierezové vodiče sa ľahko navíjajú na drôtené formy), vo všeobecnosti platí, že čím viac paralelných vodičov vinutia je, tým vyššie sú výrobné náklady. Preto výrobcovia transformátorov zvyčajne dúfajú, že obmedzia počet paralelných drôtov vinutia na prijateľnú úroveň strát vírivými prúdmi. Okrem toho zvýšenie počtu paralelných drôtov vinutia sprevádzané izoláciou medzi prameňmi bude mať za následok zníženie pracovného cyklu vinutia, čo je ďalší faktor, ktorý vyžaduje zníženie počtu paralelných drôtov vinutia.
Ako je uvedené vyššie, vírivé prúdy vo vinutých drôtoch sú spôsobené únikovým tokom, takže zníženie únikového toku môže znížiť hodnotu vírivých prúdov. Je zrejmé, že straty vírivými prúdmi vo vinutiach transformátorov s nižšou impedanciou sú menšie ako straty vo vinutiach transformátorov s vyššou impedanciou. Nízka hodnota únikovej magnetickej impedancie je v súlade s axiálnou výškou väčšieho vinutia. To znamená, že tenké a vysoké vinutia majú menší únikový tok ako krátke a hrubé vinutia, takže prvé vinutia majú tendenciu mať menšie vírivé prúdy. Ďalším zjavným problémom je, že väčšina únikového toku v tenkom vysokom vinutí je axiálny únikový tok. Dá sa tiež dokázať, že v prípade, keď väčšina zvodového toku je axiálny tok, zmenšením veľkosti drôtu vinutia v radiálnom smere kolmom na zvodové magnetické pole možno dosiahnuť cieľ zníženia vírivých prúdov. Pre krátke a hrubé konštrukcie vinutia bude mať únikový tok významnú radiálnu zložku, najmä v oblasti blízko konca vinutia. Čiže aj drôt vinutia treba v axiálnom smere rozdeliť na viac a menšie pramene (teoreticky je to potrebné len na konci vinutia, ale vo všeobecnosti nie je jednoduché meniť počet drôtov v strede vinutia). Ďalšou metódou riadenia vírivých prúdov vinutia je použitie magnetického tienenia na korekciu smeru toku zvodov, čím sa zabezpečí, že neprechádzajú cez zostavu disku; Aj keď únikový tok prechádza vinutím, únikový tok by mal pozostávať hlavne z axiálnych komponentov. Tieto opatrenia sú ekonomické len pri použití na vysokoimpedančných transformátoroch s väčšími kapacitami.
V tomto prípade je obzvlášť dôležitou otázkou vírivý prúd vinutia. Výrobcovia transformátorov v praxi zistili, že obmedzenie strát vírivými prúdmi na približne 25 % strát na odpore je najhospodárnejší prístup. Požadovaná úroveň štrukturálnej zložitosti na dosiahnutie vyššie uvedených cieľov sa však líši v závislosti od situácie. Pri transformátoroch s nižšou impedanciou možno straty vírivými prúdmi výrazne znížiť na menej ako 25 % strát na odpore bez potreby ďalších špeciálnych opatrení.
