U raspravi o osnovnim principima dvonamotnih transformatora, pretpostavlja se da se transformatorski namot sastoji od primarnog namota i sekundarnog namota koji su odvojeni jedan od drugog. Svaki namot transformatora je cilindričan i koncentričan sa stupom željezne jezgre postavljenog namota, koji osigurava magnetski krug s nižom vrijednošću magnetskog otpora za glavni magnetski tok. Bez obzira radi li se o strukturi jedno-faznog transformatora ili strukturi tro-faznog transformatora, magnetski krug željezne jezgre mora biti zatvoren i također okruživati namot. Osim određivanja ukupne veličine transformatora, veličina dvaju koncentričnih namota također određuje veličinu prozora željezne jezgre, čime se određuje veličina željezne jezgre. Veličina željezne jezgre određuje veličinu gubitka željezne jezgre za danu elektrotehničku čeličnu traku i gustoću magnetskog toka. Projektanti moraju raspored namota učiniti što je moguće kompaktnijim, a čimbenici koji ometaju kompaktnost strukture namota su potrebni prolazi za rashladno ulje i izolacijski prostor, kao i upotreba poprečnih-presjeka žice najveće moguće veličine kako bi se smanjili gubici opterećenja.
Gubitak opterećenja transformatora je gubitak uzrokovan strujom opterećenja, koji varira s drugom snagom struje opterećenja. Gubici opterećenja koji nastaju u transformatorima mogu se pripisati trima dijelovima: gubicima otpora; Gubitak vrtložne struje koji nastaje u namotu kada izmjenični magnetski tok curenja prolazi kroz žicu namota; Takozvani-zalutali gubici uzrokovani lutajućim izmjeničnim magnetskim tokom povezanim s opterećenjem unutar komponenti kao što su vodovi, stezaljke i spremnici goriva.
U trenutnoj situaciji još uvijek najveći utjecaj na ukupne gubitke opterećenja imaju djelomični gubici u namotu. Kao što ime sugerira, stvaranje gubitka otpora temelji se na činjenici da mora postojati otpor u namotu, tako da se ovaj dio gubitka ne može potpuno eliminirati. Međutim, dizajneri transformatora mogu pronaći načine za smanjenje gubitka otpora. Ove metode koriste što je moguće manje zavoja; Povećajte površinu-presjeka svakog zavoja žice; Koristite materijale s nižim električnim otporom, što se općenito odnosi na bakar s većom vodljivošću.
Korištenje minimalnog broja zavoja namota znači da se mora koristiti željezna jezgra koja može generirati najveći mogući ukupni magnetski tok, što uključuje dva aspekta: odabir najvećeg mogućeg poprečnog-presjeka željezne jezgre i odabir najveće moguće vrijednosti gustoće magnetskog toka željezne jezgre. Posljedica toga je neizbježno povećanje veličine željezne jezgre (uključujući stezaljke), čime se povećava težina i gubitak željezne jezgre. Smanjenje gubitka opterećenja dovodi do povećanja gubitka željezne jezgre, i obrnuto. Naravno, povećanje veličine željezne jezgre također povećava nazivnik u postotnom izrazu reaktancije. Da bi se to kompenziralo i održala vrijednost impedancije nepromijenjenom, potrebno je smanjiti aksijalnu visinu namota, a istovremeno smanjiti broj zavoja namota (čime se mogu smanjiti gubici opterećenja). Smanjenje aksijalne visine namota znači smanjenje visine stupca željezne jezgre, što u određenoj mjeri kompenzira povećanje težine željezne jezgre uzrokovano povećanjem veličine željezne jezgre. Na taj način, zbog međusobne kompenzacije jedne ili dvije promjene strukturne veličine, varijacija u gubicima transformatora neće biti prevelika. Dakle, optimalna konstrukcijska veličina može se odabrati na temelju drugih čimbenika, kao što je omjer gubitka opterećenja i gubitka bez-opterećenja ili ograničenja transportne visine (koji su usko povezani s veličinom visine željezne jezgre).
Posljedica povećanja površine poprečnog-presjeka žice namota je povećanje gubitaka vrtložnih struja u namotu (osim toga, također može uzrokovati povećanje veličine prozora željezne jezgre, što rezultira ukupnim povećanjem veličine željezne jezgre). Razlog za gubitak vrtložne struje je tok curenja koji prolazi kroz žice namota. Tok curenja koji prolazi kroz žicu namota stvara inducirani napon, a rezultirajuća struja je ortogonalna struji opterećenja i protoku curenja. Što je veća površina-presjeka žice za namotavanje, manja je njena impedancija vrtložnim strujama, što rezultira većim vrtložnim strujama. Jedini način povećanja impedancije vrtložnih struja bez smanjenja površine poprečnog-presjeka svakog zavoja namota je podijeliti svaki zavoj žice na manje žičane niti i izolirati ih jedne od drugih, dok ih također premještate po visini namota. O pitanju transpozicije žica za namote raspravljat ćemo u odjeljku o strukturi namota u nastavku. Iako radnici koji namotavaju radije koriste žice manjeg-presjeka za namatanje namota (jer se žice malog-presjeka lako namotavaju na kalupe za žice), općenito, što je više paralelnih žica za namotavanje, to je veći trošak proizvodnje. Stoga se proizvođači transformatora obično nadaju ograničiti broj žica paralelnog namota na prihvatljivu razinu gubitaka vrtložnih struja. Osim toga, povećanje broja žica paralelnog namota praćeno izolacijom između niti rezultirat će smanjenjem radnog ciklusa namota, što je još jedan faktor koji zahtijeva smanjenje broja žica paralelnog namota.
Kao što je gore spomenuto, vrtložne struje u žicama namota uzrokovane su protokom curenja, tako da smanjenje protoka curenja može smanjiti vrijednost vrtložnih struja. Očito je da su gubici vrtložnih struja u namotima transformatora s nižom impedancijom manji od onih u namotima transformatora s većom impedancijom. Niska vrijednost magnetske impedancije curenja u skladu je s aksijalnom visinom većeg namota. Drugim riječima, tanki i visoki namoti imaju manji fluks curenja od kratkih i debelih namota, tako da prvi obično imaju manje vrtložne struje namota. Drugi očiti problem je da je većina toka curenja u tankom visokom namotu aksijalni tok curenja. Također se može dokazati da u slučaju kada je većina toka curenja aksijalni tok, smanjenjem veličine žice za namatanje u radijalnom smjeru okomitom na magnetsko polje curenja može se postići cilj smanjenja vrtložnih struja. Za kratke i debele strukture namota, tok curenja će imati značajnu radijalnu komponentu, posebno u području blizu kraja namota. Dakle, žica za namotavanje također mora biti podijeljena na više i manjih niti u aksijalnom smjeru (teoretski, to je potrebno samo na kraju namota, ali općenito, nije lako promijeniti broj žica u sredini namota). Druga metoda kontrole vrtložnih struja namota je korištenje magnetske zaštite za ispravljanje smjera toka curenja, osiguravajući da ne prolaze kroz sklop diska; Čak i tamo gdje tok curenja prolazi kroz namot, tok curenja trebao bi se uglavnom sastojati od aksijalnih komponenti. Ove mjere su ekonomične samo za korištenje na transformatorima visoke impedancije s većim kapacitetima.
U ovom slučaju posebno je važno pitanje namotavanja vrtložne struje. Proizvođači transformatora su u praksi otkrili da je ograničavanje gubitaka na vrtložne struje na oko 25% gubitaka otpora najekonomičniji pristup. Međutim, potrebna razina strukturne složenosti za postizanje gore navedenih ciljeva varira ovisno o situaciji. Za transformatore s nižom impedancijom, gubici vrtložnih struja mogu se značajno smanjiti na manje od 25% gubitaka otpora bez potrebe za drugim posebnim mjerama.
