1 概述
我国的R型变压器自一九九零年起步至今已十五年有余了。其间通过引进技术，自主开发设备，走国产化道路，目前已在国内变压器行业得到普遍的推广。R型变压器产品已在许多工业设备，仪器仪表，医疗器械，广播音响，各类电源产品上得到广泛的应用。
R型变压器系列已从刚开始时的单相1KW以下，10余种规格，发展到至今，单相 R型变压器其功率已达到50KW，规格已达30余种。更可贵的自主开发了三相R型变压器，其功率可做到500KW，规格有20余种。R型变压器产品已从过去主要应用在电子行业，而今已跨入电器电力行业。
经过十五年来的R型变压器发展，在变压器设计，工艺技术上，已积累了较丰富的经验。R型变压器作为一种结构新型、合理的变压器品种，其结构有别于E型、C型变压器。故在变压器设计上需根据其自身特点进行优化设计，才能更充分达到其 漏磁少，温升低，体积小，重量轻，无噪音的目的。
本人根据多年来从事R型变压器的设计，研发积累的点滴经验体会，就R型变压器的优化设计作一整理，抛砖引玉，以飨同行。
2 R型变压器优化设计总思路
2.1 根据产品的用途，确定采用不同的变压器标准
R型变压器已由国家信息产业部发布了《单相R型铁芯电源变压器》标准——SJ/T 11245－1， 《单相R型变压器用铁芯》标准——SJ/T 11244－1。
由于R型变压器用途的不同，各行各业还都有特定的技术要求。为此，在设计前要了解有关的标准和要求，在设计时就可根据R型的特点，扬长避短，设计出符合整机所需的合格产品。例如：
a.民用产品用变压器
由于考虑产品使用于千家万户，大量使用人员缺乏电气知识， 为此变压器必须安全可靠。其耐压强度要求大于3750V/分。对初次级间骨架，需加强绝缘，防止变压器因击穿而漏电。
b.工业设备用变压器
一般变压器耐压要求在二倍工作电压加1000V，主要保证经久耐用。
c.医疗设备用变压器
特别使用于接触病人人体的医疗设备，根据GB9706，1－1995医用电气设备标准中关于变压器的技术要求。其变压器的耐压均要求大于4000V/分。同时对变压器的绝缘厚度，爬电距离，过热，过载保护，静电屏蔽宽度等均有明确的要求。为此，在设计工艺上必须严格按具体的标准要求设计制造。
d.船艇设备用变压器
海上工作，长期带负荷工作，要求变压器功率余量大，防潮，抗腐蚀，耐热，长寿命，低噪音等。
e.矿用变压器
工作在恶劣环境中，变压器不允许有爬电，飞弧，尖端放电等现象， 故对变压器采用环氧浇注或端封等办法，达到防爆，防燃的要求。
f.航天航空器用变压器
要求稳定可靠，体积小，重量轻，耐冲击振动，抗干扰等。
i.电子仪器设备用变压器
要求漏磁少，干扰小，精度高，温升低。
以上列举几种行业，均对变压器有特定的要求。由于R型变压器具有独特的优点而被广泛的采用。
2.2根据不同使用条件、环境，正确选择R型变压器铁芯规格及参数
a.电网电压的稳定性
由于R型铁芯的磁路是一个闭合回路，变压器在接通的瞬间有较大的浪涌电流。一般在选用磁通密度参数时比C型铁芯要取得低一些，避免由于过电流造成烧断保险丝现象发生。对小规格R型铁芯，由于自身的阻抗较大，磁通密度可取得高一些；对大规格R型铁芯，其自身的阻抗较小，磁通密度应取得低一些。
如：R5——R50                  B值可取1.7T高斯上下
        R80——R160              B值可取1.65T高斯上下
        R260 ——R1000         B值可取1.62T高斯上下
        R1000以上                   B值可取1.60T高斯上下
b. 变压器使用环境温度
对环境温度较高的使用场合，变压器设计除采用降低磁通密度和电流密度，选择大一档铁芯规格以降低变压器温升之外，还可以选用耐温等级高的绝缘材料和漆包线，提高变压器的耐温等级。
c.变压器使用时间长短
长期负荷工作的变压器，需适当放大铁芯规格；短时间，间隙工作用的变压器，可适当减小铁芯规格。
d.高压变压器
考虑绕组间，层间需增加绝缘层，以及为考虑增加爬电距离而增加隔离绝缘层。为此需根据实际情况，加大铁芯规格。
2.3根据变压器输出绕组情况，确定合理的绕组结构
a.功率均衡分配法
对变压器初级绕组，必须根据电流大小，采用串联或并联办法，在左右线包上平均分布，次级主要绕组也须在左右线包上平均对称分配。
以上目的使左右磁路都处于均衡的工作状态，达到功率平衡，初次级线包紧密耦合，从而减少变压器的漏磁。
一般大电流的变压器绕组，以并接法为主；小电流变压器绕组，以串接法为主。
b.分类排列法
对多种输出电压的变压器绕组，采取高低压绕组分开排列，避免高电位绕组夹在低电位绕组中间。对高电位绕组除加强与低电位绕组间的绝缘，还可在骨架二端加包绝缘隔离带，以增加与其他低电位绕组的爬电距离。
以上目的可以减少组间绝缘层，降低绕组间的电位差，有利于提高绕组的耐压强度。
c.内细外粗安置法
多种输出电流，多种线径线包，一般采用细线绕组放在内层先绕，粗线绕组放在外层绕制，相同线径靠近按置。
以上目的可减小细绕组的直流电阻，降低细绕组的电阻压降，减小绕组的铜耗，同时有利于绕制线包平整。
d.内联外出安置法
对高压绕组来说，其绕组二端电位均很高，为了降低与初级绕组的电位差，故常用串联办法，如下图所示，将高压绕组的中心先绕，而后将左右线包中心先绕出头并接，将后结尾二端作引出端，这样可使初次级间电位差降低一半，大大降低绕组间的电位差，有利于提高绕组绝缘强度。
e. 骨架反向绕制并接法
对于有抽头高电位绕组变压器，在左右线包对称绕制，而后并接的办法，尚存在着高电位出头与低电位出头处在同一层上的问题。为解决电位差引起的绝缘问题，还需在同一绕组中增加多层绝缘，给绕制带来不少麻烦，绝缘处理不当还会造成绕组短路。
为解决上述问题，可以采取左骨架绕组正绕，而右骨架绕组将骨架反向，再按序顺绕。这样不存在抽头时电位差，而且左右对称平衡。如下图所示：
f.交叉连接平衡法
如下图所示，当输出有二电压，电流相同的绕组，要达到二个绕组在左右线包上均衡分配，且直流电阻相同，可采用下图示中交叉连接平衡方法。
3 设计实例
3.1 技术要求
输入电压  220V
电源频率  50Hz
输出负载  14V/ 2A    9V/ 1A    100V /0.2A
工作条件   仪用变压器  常规要求
3.2 设计步骤
a.电气原理图
b.负载功率计算

选用R－50   δ0.27   铁芯功率容量有余量
c.电磁参数初选
磁通密度B  取1.65T    铁芯截面  3.72cm2
电流密度J  取3.3A/mm2  电压调整率 取10％
铁芯磁路长度 21.34cm  效率η％ 取90％
d.每伏匝数计算

v. 绕组出头位置及接线基板