Автотрансформатор своими руками. Электронный латр своими руками схема

Электронный ЛАТР своими руками

В настоящее время производится много регуляторов напряжения и большинство из них изготовлены на тиристорах и симисторах, которые создают значительный уровень радиопомех. Предлагаемый регулятор помех не даёт совсем и может использоваться для питания различных устройств переменного тока, без каких – либо ограничений, в отличие от симисторных и тиристорных регуляторов.В Советском Союзе выпускалось очень много автотрансформаторов, которые, в основном, применялись для повышения напряжения в домашней электрической сети, когда по вечерам напряжение очень сильно падало, и ЛАТР (лабораторный автотрансформатор) был единственным спасением для людей, желающих посмотреть телевизор. Но главное в них то, что на выходе из этого автотрансформатора получается такая же правильная синусоида, как и на входе, не зависимо от напряжения. Этим свойством активно пользовались радиолюбители.Выглядит ЛАТР так:Напряжение в этом приборе регулируется при помощи качения графитового ролика по оголённым виткам обмотки: Помехи в таком ЛАТРе, всё же были из - за искрения, в момент качения ролика по обмоткам.В журнале «РАДИО», №11, 1999г на странице 40 была напечатана статья «Беспомеховый регулятор напряжения».Схема этого регулятора из журнала: В предлагаемом журналом регуляторе не искажается форма выходного сигнала, но низкий коэффициент полезного действия и невозможность получения повышенного напряжения (выше напряжения сети), а также устаревшие комплектующие, которые найти сегодня проблематично, сводят на нет все преимущества данного прибора.

Схема электронного ЛАТРа

Я решил по возможности избавиться от некоторых недостатков регуляторов, перечисленных выше и сохранить их главные достоинства.От ЛАТРа возьмём принцип автотрансформации и применим его на обычном трансформаторе, тем самым повысим напряжение выше напряжения сети. Мне понравился трансформатор от блока бесперебойного питания. В основном тем, что его не нужно перематывать. Всё нужное в нём есть. Марка трансформатора: RT-625BN. Вот его схема:Как видно из схемы, в нём присутствует, помимо основной обмотки на 220 вольт, ещё две, выполненные обмоточным проводом того же диаметра, и две вторичные мощные. Вторичные обмотки отлично подходят для питания цепи управления и работы кулера охлаждения силового транзистора. Две дополнительные обмотки соединяем последовательно с первичной обмоткой. На фотографиях видно, как это сделано по цветам.На красный и чёрный провода подаём питание.Добавляется напряжение с первой обмотки.Плюс две обмотки. Итого получается 280 вольт. Если нужно большее напряжение, то можно домотать ещё провода до заполнения окна трансформатора, предварительно сняв вторичные обмотки. Только мотать нужно обязательно в том же направлении, что и предыдущая обмотка, и соединять конец предыдущей обмотки с началом следующей. Витки обмотки должны, как бы продолжать предыдущую обмотку. Если намотаете навстречу, то при включении нагрузки будет большая неприятность!Повышать напряжение можно, лишь бы регулирующий транзистор выдержал это напряжение. Транзисторы из импортных телевизоров встречаются до 1500 вольт, так что простор есть.Трансформатор можно взять и любой другой, подходящий вам по мощности, удалить вторичные обмотки и домотать провод до нужного вам напряжения. В этом случае, напряжение управления можно получить от дополнительного вспомогательного маломощного трансформатора на 8 – 12 вольт.Если кому – то захочется повысить КПД регулятора, то можно и здесь найти выход. Транзистор бесполезно расходует электроэнергию на нагрев тогда, когда ему приходится сильно убавлять напряжение. Чем сильнее нужно убавить напряжение, тем сильнее нагрев. В открытом состоянии, нагрев незначителен. Если изменить схему автотрансформатора и сделать на нём много выводов нужных вам уровней напряжения, то можно при помощи переключения обмоток подать на транзистор напряжение близкое к нужному вам в данный момент. Ограничения в количестве выводов трансформатора не имеется, нужен только соответствующий количеству выводов переключатель. Транзистор в этом случае будет нужен только для незначительной точной корректировки напряжения и КПД регулятора повысится, а нагрев транзистора уменьшится.

Изготовление ЛАТРа

Можно приступать к сборке регулятора.Схему из журнала я немного доработал, и получилось вот что:С такой схемой можно значительно повышать верхний порог напряжения. С добавлением автоматического кулера, снизился риск перегрева регулирующего транзистора.Корпус можно взять от старого компьютерного блока питания.Сразу нужно прикинуть порядок размещения блоков устройства внутри корпуса и предусмотреть возможность их надёжного закрепления.Если нет предохранителя, то обязательно нужно предусмотреть другую защиту от короткого замыкания.Высоковольтный клеммник надёжно крепим к трансформатору.На выход я поставил розетку для подключения нагрузки и контроля напряжения. Вольтметр можно поставить любой другой, на соответствующее напряжение, но не меньше 300 Вольт.

Понадобится

Нам понадобятся детали:

• Радиатор охлаждения с кулером (любой).
• Макетная плата.
• Контактные колодки.
• Детали можно подбирать исходя из наличия и соответствия номинальным параметрам, я ставил то, что первым под руку попало, но выбирал более или менее подходящее.
• Диодные мосты VD1 – на 4 - 6А – 600 В. Из телевизора, кажется. Или собрать из четырёх отдельных диодов.
• VD2 - на 2 - 3 А – 700 В.
• T1 – C4460. Транзистор я поставил от импортного телевизора на 500V и мощностью рассеяния 55W. Можете попробовать любой другой подобный высоковольтный, мощный.
• VD3 – диод 1N4007 на 1A 1000 В.
• C1 – 470mf х 25 В, лучше ёмкость ещё увеличить.
• C2 – 100n.
• R1 – 1 кОм потенциометр любой проволочный, от 500 Ом и выше.
• R2 – 910 - 2 Вт. Подбор по току базы транзистора.
• R3 и R4 - по 1 кОм.
• R5 – подстрочный резистор на 5 кОм.
• NTC1 - терморезистор на 10 кОм.
• VT1 – любой полевой транзистор. Я поставил RFP50N06.
• M – кулер на 12 В.
• HL1 и HL2 – любые сигнальные светодиоды, их можно вовсе не ставить вместе с гасящими резисторами.

Первым делом нужно приготовить плату для размещения деталей схемы и закрепить её на месте в корпусе.Размещаем на плате детали и припаиваем их.Когда схема собрана, настаёт время её предварительного испытания. Но нужно это делать очень осторожно. Все детали находятся под напряжением сети. Для испытания устройства я спаял две лампочки на 220 вольт последовательно, чтобы они не сгорели, когда на них пойдёт напряжение 280 вольт. Одинаковой мощности лампочек не нашлось и поэтому накал спиралей сильно различается. Нужно иметь ввиду, что без нагрузки регулятор работает очень некорректно. Нагрузка в данном устройстве является частью схемы. При первом включении лучше поберегите глаза (вдруг что – то напутали). Включаем напряжение и потенциометром проверяем плавность регулировки напряжения, но не долго, во избежание перегрева транзистора.После испытаний начинаем собирать схему автоматической работы кулера, в зависимости от температуры.У меня не нашлось терморезистора на 10 кОм, пришлось взять два по 22 кОм и соединить их параллельно. Получилось около десяти кОм.Крепим терморезистор рядом с транзистором с применением теплопроводной пасты, как и для транзистора.Устанавливаем остальные детали и припаиваем. Не забудьте удалить медные контактные площадки макетной платы между проводниками, как на фото, иначе при включении высокого напряжения может произойти замыкание в этих местах.Осталось отрегулировать подстроечным резистором начало работы кулера, когда температура радиатора возрастёт. Помещаем всё в корпус на штатные места и закрепляем. Окончательно проверяем и закрываем крышку.Смотрите, пожалуйста, видео работы беспомехового регулятора напряжения.Удачи вам.

sdelaysam-svoimirukami.ru

Электронный ЛАТР - Меандр - занимательная электроника

В статье рассмотрена конструкция регулируемо­го источника питания переменного тока промыш­ленной частоты синусоидальной формы, который способен заменить ЛАТР небольшой мощности.

После выхода из строя ЛАТРа, установленного в стенде СИ-СЦБ, предназначенного для испыта­ния приборов железнодорожной автоматики, ав­тор задался целью заменить его электронным ана­логом и успешно воплотил ее в жизнь. Описываемое устройство имеет следующие основные технические характеристики:

• напряжение питания - ~19...24 В;
• выходное напряжение переменного тока - ре­гулируемое от 0 до 300 В;
• максимальная мощность нагрузки - 30 Вт.

Такие параметры, как максимальная мощность нагрузки и максимальное выходное напряжение, будут зависеть от мощности источника питания и параметров выходного трансформатора.

Описание схемы устройства

Идея регулятора напряжения переменного то­ка довольно проста: необходимо взять регулируе­мый по уровню синусоидальный сигнал и подать его на усилитель мощности низкой частоты, нагру­женный на повышающий трансформатор. Таким образом, можно получить напряжение переменно­го тока, регулируемое от 0 до значения, определяе­мого параметрами выходного трансформатора.

Принципиальная электрическая схема устрой­ства показана на рис.1. Схема состоит из двух блоков: модуля питания и регулирования, и усили­теля низкой частоты (УНЧ).

В качестве УНЧ использована конструкция двухтактного транзисторного усилителя мощнос­ти звуковой частоты, работающего в режиме В. Выбор схемы и конструкции УНЧ обусловлен его простотой, высоким КПД, большой выходной мощ­ностью и высокой температурной стабильнос­тью. Принцип работы такого усилителя подробно описан в .

Модуль питания и регулирования служит для преобразования поступающего напряжения пере­менного тока в двухполярное напряжение посто­янного тока, выделения синусоидального сигнала с регулируемой амплитудой для подачи на вход усилителя мощности, и питания вентилятора ох­лаждения.

Для создания двухполярного напряжения ис­пользована однополупериодная схема выпрямле­ния на диодах VD1, VD2 с фильтрующими конден­саторами С2, С3.

Синусоидальный сигнал управления УНЧ снима­ется с регулируемого делителя R1-R3. Подстроен­ный резистор R2 служит для установки максималь­ного уровня входного сигнала, обеспечивающего отсутствие нелинейных искажений выходного сиг­нала УНЧ.

Схема питания вентилятора охлаждения состо­ит из токоограничивающего резистора R4 и филь­трующего конденсатора С5.

Выход УНЧ защищен от короткого замыкания предохранителем FU1. Для предотвращения воз­можного протекания через нагрузку постоянной составляющей выходного сигнала, в ее цепи уста­новлен разделительный конденсатор С4.

Конструкция, детали и наладка

Оба функциональных блока устройства собра­ны на печатных платах из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Чертеж печатной пла­ты УНЧ показан на рис.2, а схема расположения элементов - на рис.3.

Резистор R5 использован для поверхностного монтажа, все остальные компоненты схемы - вы­водные. Особых требований к используемым де­талям нет, и они могут быть заменены любыми ана­логичными по параметрам. В качестве предвыходных транзисторов можно использовать импортные аналоги, например, комплементарную пару SS8050, SS8550. Для замены выходных тран­зисторов подойдет пара BD912, BD911, или более мощные 2SA1943, 2СА5200.

Выходные транзисторы VT3, VT4 должны быть установлены на радиатор. Для обеспечения компактности конструкции удобно использовать ради­атор охлаждения центрального процессора персо­нального компьютера с установленным на нем вентилятором. Так как коллекторы выходных тран­зисторов соединены, то изолировать их от ради­атора нет необходимости.

Схема УНЧ допускает параллельное включение выходных транзисторов для обеспечения большей выходной мощности. На плате предусмотрена возможность монтажа двух пар транзисторов.

Наладка УНЧ заключается в установке напряже­ния между базами транзисторов VT1, VT2 на уров­не 0,4...0,5 В. Она осуществляется подбором но­миналов резисторов R10, R11.

Чертеж платы модуля питания и регулирования не приводится, так как ее размеры и компоновка будут зависеть от типа используемых компонентов и схемы реализации низковольтного питания. В большинстве случаев разводку этого модуля удоб­ней будет произвести навесным монтажом.

Окончательная наладка устройства сводится к регулировке уровня входного сигнала УНЧ для обеспечения необходимой мощности нагрузки при отсутствии нелинейных искажений. Для это­го устройство нагружают требуемой максималь­ной нагрузкой. Затем движок регулятора R3 пере­водят в верхнее по схеме положение и, контролируя осциллографом форму сигнала на на­грузке. Подстроечным резистором R2 регулируют амплитуду входного сигнала таким образом, что­бы в выходном сигнале отсутствовали искажения.

Регулировка амплитуды входного сигнала УНЧ приведет к изменению уровня выходного напряже­ния устройства, поэтому лучше использовать вы­ходной трансформатор, имеющий обмотку с отво­дами, чтобы была возможность регулировки необходимого максимального уровня выходного напряжения.

Следует отметить, что в связи с отсутствием стабилизации питающего напряжения и свойств выходного трансформатора, уровень выходного напряжения будет достаточно сильно зависеть от мощности нагрузки. Но так как ЛАТР обычно используется для плавной регулировки напряже­ния от нуля на уже подключенной к нему нагруз­ке с контролем напряжения и тока, то это не име­ет значения.

В авторской реализации для питания устройст­ва от сети ~220 В был использован сигнальный трансформатор СТ-6 номинальной мощностью 40 ВА, а выход УНЧ нагружался на часть вторичной обмотки трансформатора Тр2 стенда. На самом деле выбор схемы питания и типа выходного трансформатора будет зависеть от целей приме­нения устройства.

Во время экспериментов и тестирования ре­гулятора его питание осуществлялось от само­дельного трансформатора мощностью около 100 Вт, имеющего выходное напряжение около 17 В, а для нагрузки использовалась вторичная обмотка типового трансформатора ТС-40-2. Пер­вичная обмотка трансформатора Т2 нагружалась лампой накаливания мощностью 40 Вт. Получены следующие результаты тестирования экспери­ментальной схемы:

• на «холостом ходу» при выведенном на ноль регуляторе уровня: ~U1 = 17,3 В, ~I1=30 мА, =U1=±23 В, ~U2=0, ~I2=30 мА, ~Uвых=0, где: ~U1/~I1 - напряжение/ток во вторичной обмотке трансформатора Т1, =U1 - напряжение питания УНЧ, ~U2/~I2 - напряжение/ток в первичной об­мотке трансформатора Т2, ~Uвых - напряжение на вторичной обмотке Т2;
• при установленном на максимум регуляторе (до момента появления искажений выходного сигнала): ~U1 = 17 В, ~I1= 1,4 A, =U1=±20,5 В, ~U2=16 В, ~I2=1,2 А, ~Uвых=220 В;
• при нагрузке вторичной обмотки выходного трансформатора лампой накаливания мощностью 40 Вт: ~U1=16,8 В, ~I1=2,5 A, =U1=±17,7 В, ~U2=14 В, ~I2=2,1 А, ~Uвых=170 В.

Как видно из выше приведенных эксперимен­тальных данных, КПД устройства, при потреблении нагрузкой около 30 Вт, составляет приблизитель­но 70%.

В современных условиях для питания УНЧ удобнее использовать импульсный двухполярный источник питания. Однако в этом случае придет­ся изготовить генератор синусоидального сигна­ла или же брать сигнал из сети через дополнитель­ный маломощный сетевой трансформатор.

Литература

1. Дорофеев. М. Режим В в усилителях мощно­сти 34 // Радио. - 1991. - №3. - С.53-56.

Возможно, Вам это будет интересно:

meandr.org

Латр своими руками - sovetskyfilm.ru

Область применения ЛАТРа

• Коммунальное хозяйство;
• Производство техники.

ЛАТР (сокращенное название от Лабораторный Автотрансформатор) представляет собою трансформатор. снабженный дополнительным ползунком, способным производить регулировку выходного напряжения. Причем не только в сторону понижения, но и повышения.

В радлиолюбительской лаборатории это, безусловно, очень полезный прибор. С его помощью можно, например, регулировать температуру паяльника, производить настройку различных приборов (к примеру он очень полезен во время настройки устройства защиты от перенапряжения),

Также он очень может пригодится и во время ремонта импульсных источников питания, когда требуется необходимость проверки устройства на работоспособность при пониженном напряжении.

Но при всех своих полезных свойствах, у промышленного ЛАТРа есть и ряд недостатков: достаточно высокая стоимость и крупные размеры (что не всегда приемлемо для домашних условий).

Поэтому в ряде случаев ЛАТР можно заменить электронным аналогом: то есть устройством, позволяющим производить регулировку переменного напряжения в широком диапазоне.

Схема электронного латра представлена ниже:

Схема довольна проста и доступна даже начинающему радиолюбителю. Она позволяет регулировать напряжение на активной нагрузке в пределах от 0 до 220В. Мощность ее может быть в пределах от 25 до 500 Вт, но если тиристоры (тринисторы) VD1, VD2 установить на радиаторы, мощность можно увеличить до 1,5кВт.

Основные элементы устройства – тиристоры VD1,VD2 включены навстречу друг другу и параллельно нагрузке R1. Они поочередно пропускают ток то в одном, то в другом направлении. При включении прибора в сеть тиристоры закрыты, и конденсаторы заряжаются через резистор R5. Напряжение на нагрузке устанавливается с помощью переменного резистора R5,который совместно с конденсаторами С1, С2 образует фазосдвигающую цепочку.

Тиристоры управляются импульсами, формируемыми динисторами VD3, VD4 некоторый момент, который определяется сопротивлением включенной в цепь части резистора R5, откроется один из динисторов (какой именно зависит от полярности полупериода). Через него потечет ток разряда соединенного с ним конденсатора, и вслед за динистором откроется соответствующий тиристор. Через тиристор, а значит, и через нагрузку потечет ток. В момент смены знака полупериода тиристор закрывается, и начинается новый цикл зарядки конденсаторов, но уже в обратной полярности. Теперь открывается второй динистор и второй тиристор. Особенность этой схемы в том, что в ней используются оба полупериода переменного тока и к нагрузке подводится полная, а не половинная мощность.

Правда, у данной схемы имеется один существенный недостаток (плата за простоту так сказать.):

форма переменого напряжения на нагрузке будет все-же не строго синусоидальная. Это обусловлено особенностью работы тиристоров.

Этот факт може привести к возникновению помех по сети, так что в дополнение к схеме желательно установить фильтры (дроссели) последовательно нагрузке, которые можно взять, к примеру, из неисправного телевизора.

Уверен: от компактного и вместе с тем достаточно надежного, дешевого и простого в изготовлении «сварочника» ни один мастеровой, домовитый хозяин не откажется. Особенно если узнает, что в основе этого аппарата - легко поддающийся модернизации 9-амперный (знакомый практически каждому со школьных уроков физики) лабораторный автотрансформатор ЛАТР2 да самодельный тиристорный минирегулятор с выпрямительным мостом. Они позволяют не только безопасно подключаться к бытовой осветительной сети переменного тока с напряжением 220 В. но и изменять u на электроде, а значит, выбирать нужную величину тока сварки.

Режимы работы задают с помощью потенциометра. Совместное конденсаторами C2 и C3 он образует фазосдвигающие цепочки, каждая из которых, срабатывая во время своего полу периода. открывает соответствующий тиристор на некоторый промежуток времени. В результате на первичной обмотке сварочного Т1 оказываются регулируемые 20-215 В. Трансформируясь во вторичной обмотке, требуемые -u позволяют легко зажечь дугу для сварки на переменном (клеммы Х2, Х3) или выпрямленном (Х4, Х5) токе.

Резисторы R2 и RЗ шунтируют цепи управления тиристоров VS1 и VS2. Конденсаторы C1. C2 снижают до допустимого уровень радиопомех, сопровождающих дуговой разряд. В роли светового индикатора НL1, сигнализирующего о включении аппарата в бытовую электросеть, используется нвоновая лампочка с токоограничительным резистором R1.

Для подсоединения «сварочника» к квартирной электропроводке применима обычная штепсельная вилка Х1. Но лучше использовать более мощный электроразъем, который в обиходе называют «евровилка-евророзетка». А в качестве выключателя SB1 подойдет «пакетник» ВП25, рассчитанный на ток 25 А и позволяющий размыкать оба провода сразу.

Как показывает практика, устанавливать на сварочном аппарате какие бы то ни было предохранители (про-тивоперегрузочные автоматы) не имеет смысла. Здесь приходится иметь дело с такими токами, при превышении которых обязательно сработает защита на вводе сети в квартиру.

Для изготовления вторичной обмотки с базового ЛАТР2 снимают кожух-ограждение, токосьемный ползунок и крепежную арматуру. Затем на имеющуюся обмотку 250 В (отводы 127 и 220 В остаются невостребованными) накладывают надежную изоляцию (например, из лакоткани), поверх которой размещают вторичную (понижающую) обмотку. А это 70 витков изолированной медной или алюминиевой шины, имеющей в поперечнике 25 мм2. Приемлемо выполнение вторичной обмотки из нескольких параллельных проводов с таким же общим сечением.

Намотку удобнее осуществлять вдвоем. В то время как один, стараясь не повредить изоляцию соседних витков, осторожно протягивает и укладывает провод, другой удерживает свободный конец будущей обмотки, предохраняя ее от скручивания.

Модернизированный ЛАТР2 помещают в защитный металлический кожух с вентиляционными отверстиями, на котором располагают монтажную плату из 10-мм гетинакса или стеклотекстолита с пакетным выключателем SВ1, тиристорным регулятором напряжения (с резистором R6), светоиндикатором HL1 включения аппарата в сеть и выходными клеммами для сварки на переменном (Х2, Х3) или постоянном (Х4, Х5) токе.

При отсутствии базового ЛАТР2 его можно заменить самодельным «сва-рочником» с магнитопроводом из трансформаторной стали (сечение сердечника 45-50 см2). Его первичная обмотка должна содержать 250 витков провода ПЭВ2 диаметром 1,5 мм. Вторичная же ничем не отличается от той, что используется в модернизированном ЛАТР2.

На выходе низковольтной обмотки устанавливают блок выпрямителей с силовыми диодами VD3 - VD10 для сварки на постоянном токе. Помимо указанных вентилей вполне приемлемы и более мощные аналоги, например, Д122-32-1 (выпрямленный ток - до 32 А).

Силовые диоды и тиристоры устанавливают на радиаторах-теплоотводах, площадь каждого из которых не менее 25 см2. Наружу из кожуха выводят ось регулировочного резистора R6. Под рукояткой размещают шкалу с делениями, соответствующими конкретным величинам постоянного и переменного напряжения. А рядом - таблицу зависимости сварочного тока от напряжения на вторичной обмотке трансформатора и от диаметра сварочного электрода (0,8-1,5 мм).

Сварочный трансформатор на базе широко распространенного ЛАТР2 (а), его подключение к принципиальная электрической схеме самодельного регулируемого аппарата для сварки на переменном или постоянном токе (б) и эпюра напряжений (в), поясняющая работу резисторного регулятора режима горения электродуги.

Разумеется, приемлемы и самодельные электроды, изготовленные из углеродистой стальной «катанки» диаметром 0,5-1,2 мм. Заготовки длиной 250-350 мм покрывают жидким стеклом - смесью силикатного клея и измельченного мела, оставив незащищенными 40-мм концы, необходимые для подключения к сварочному аппарату. Обмазку тщательно высушивают, иначе при сварке она начнет «постреливать».

Хотя для сварки можно использовать как переменный (клеммы Х2, Х3), так и постоянный (Х4, Х5) ток, второй вариант, по отзывам сварщиков, предпочтительнее первого. Причем полярность играет далеко немаловажную роль. В частности, при подаче «плюса» на «массу» (свариваемый предмет) и, соответственно, подключении электрода к клемме со знаком «минус» имеет место так называемая прямая полярность. Для нее характерно выделение большего количества тепла, чем при обратной полярности, когда электрод подсоединен к положительному выводу выпрямителя, а «масса» - к отрицательному. Обратная полярность применяется, если нужно уменьшить выделение тепла, например, при сварке тонких листов металла. Почти вся выделяемая злектродугой энергия идет на образование сварного шва, а потому глубина провара на 40-50 процентов больше, чем при токе той же величины, но прямой полярности.

И еще несколько весьма существенных особенностей. Увеличение тока дуги при неизменной скорости сварки приводит к росту глубины провара. Причем если работа ведется на переменном токе, то последний из названных параметров становится на 15-20 процентов меньше, чем при использовании постоянного тока обратной полярности. Напряжение же сварки мало влияет на глубину провара. Зато от uсв зависит ширина шва: с ростом напряжения она увеличивается.

Отсюда важный вывод для занимающихся, скажем, сварочными работами при ремонте кузова легкового автомобиля из тонколистовой стали: наилучшие результаты даст сварка постоянным током обратной полярности при минимальном (но достаточном для устойчивого горения дуги) напряжении.

Дугу необходимо поддерживать минимально короткой, электрод тогда расходуется равномерно, а глубина проплавления свариваемого металла - максимальна. Сам же шов получается чистым и прочным, практически лишенным шлаковых включений. А от редких брызг расплава, трудно удаляемых после остывания изделия, можно защититься, натерев мелом околошовную поверхность (капли будут скатываться, не приставая к металлу).

Возбуждение дуги производят (предварительно подав на электрод и «массу» соответствующее Ucв) двумя способами. Суть первого в легком прикосновении электрода к свариваемым деталям с последующим отводом его на 2-4 мм в сторону. Второй способ напоминает чиркание спичкой по коробку: скользнув электродом по свариваемой поверхности, его тут же отводят на небольшое расстояние. В любом случае нужно уловить момент возникновения дуги и уже потом, плавно перемещая электрод над образующимся тут же швом, поддерживать ее спокойное горение.

В зависимости от типа и толщины свариваемого металла выбирают тот или иной электрод. При наличии, например, стандартного сортамента для листа Ст3 толщиной 1 мм подойдут электроды диаметром 0,8-1 мм (на это в основном и рассчитана рассматриваемая конструкция). Для сварочных работ на 2-мм стальном прокате желательно иметь и «сва-рочник» помощнее, и электрод потолще (2-3 мм).

Для сварки ювелирных изделий из золота, серебра, мельхиора лучше использовать тугоплавкий электрод (например, вольфрамовый). Можно сваривать и менее стойкие к окислению металлы, используя защиту углекислым газом.

В любом случае работу можно выполнять как вертикально расположенным электродом, так и наклоненным вперед или назад. Но искушенные профессионалы утверждают: при сварке углом вперед (имеется в виду острый угол между электродом и готовым швом) обеспечиваются более полный провар и меньшая ширина самого шва. Сварка же углом назад рекомендуется лишь для соединения внахлестку, особенно когда приходится иметь дело с профильным прокатом (уголком, двутавром и швеллером).

Немаловажная вещь - сварочный кабель. Для рассматриваемого аппарата как нельзя лучше подойдет медный многожильный (общее сечение около 20 мм2) в резиновой изоляции. Потребное количество - два полутораметровых отрезка, каждый из которых следует оборудовать тщательно обжатым и пропаянным клеммным наконечником для подключения к «сварочнику». Для непосредственного же соединения с «массой» используют мощный зажим типа «крокодил», а с электродом - держатель, напоминающий трехзубую вилку. Можно воспользоваться и автомобильным «прикуривателем».

Необходимо позаботиться также о личной безопасности. При электроду-говой сварке постараться уберечься от искр, а тем более - от брызг расплавленного металла. Рекомендуется надевать брезентовую одежду свободного покроя, защитные рукавицы и использовать маску, предохраняющую глаза от жесткого излучения электрической дуги (солнцезащитные очки здесь непригодны).

Разумеется, нельзя забывать и о «Правилах техники безопасности при выполнении работ на электрооборудовании в сетях с напряжением до 1 кВ». Электричество беспечности не прощает!

М.ВЕВИОРОВСКИЙ, Московская обл.

В чем отличие автотрансформатора от обычного трансформатора

И то, и другое изделие предназначены для питания силовых цепей, однако в отличии от обычного трансформатора, который имеет как минимум две обмотки – первичную и вторичную, автотрансформатор представляет собой однообмоточный трансформатор, у которого нет вторичной обмотки, ее роль выполняет часть витков первичной обмотки. Обмотка автотрансформатора наматывается на сердечник из электротехнической стали.

Устройство автотрансформатора ЛАТР

Конструкция автотрансформатора состоит из кольцевого магнитопровода из электротехнической стали, на который в один слой намотана обмотка из медного провода. На торце сердечника по узкому участку обмотки с удаленной изоляцией перемещается щеточный контакт, по которому и снимается выходное напряжение.

Номинальная мощность промышленных ЛАТРов состоит из ряда: 0,5 – 1,0 – 2,0 – 5,0 – 7,5 КВт.

Схема автотрансформатора и принцип работы

На схеме показан автотрансформатор со скользящим контактом для регулирования выходного напряжения. Такие автотрансформаторы применяются в лабораторной практике и называются ЛАТР – лабораторный автотрансформатор. На первичную обмотку трансформатора подается сетевое напряжение, вторичное напряжение снимается с части первичной обмотки. Как правило, лабораторные трансформаторы имеют возможность не только понижать входное, но и повышать его, как правило до 250 вольт. Чаще всего автотрансформаторы используются при коэффициенте трансформации, близком к единице и как повышающие, т.к. при низком выходном напряжении выгоднее использовать двухобмоточные изделия. Лабораторный автотрансформатор может быть дополнен выпрямительным мостом на мощных диодах, при этом на выходе получаем регулируемое постоянное напряжение от 0 до 220 вольт.

Как работать с автотрансформатором напряжения

Трехфазные автотрансформаторы

Трехфазные устройства изготавливаются аналогично однофазным, где три вторичные обмотки представляют собой часть витков от первичных обмоток. Используются трехфазные автотрансформаторы напряжения преимущественно в промышленных электрических сетях и на производствах для пуска мощных трехфазных электродвигателей при пониженном напряжении.

Недостатки автотрансформаторов: электрическая связь первичной и вторичной обмоток, что ограничивает область их применения.

Cтатьи из категории: Электротехника

Как правильно рассчитать сечение проводов под нагрузку

Первая помощь при ударе электротоком

Последствия поражения человека электрическим током могут быть разной тяжести и зависят от многих факторов. Сила тока, напряжение сети, конкретный путь прохождения электрического тока по телу пострадавшего, качество и количество одежды, […]

Генераторы переменного тока

Генераторы переменного тока являются основными источниками переменного напряжения, используемого в промышленности и в аграрном секторе. Гидрогенераторы ГЭС и турбогенераторы ТЭЦ, выходящие на разветвленную сеть станций и систем линий ЛЭП, имеют […]

Электродвигателем называется устройство, преобразующее электрическую энергию, получаемую из сети распределения, в механическую энергию вращения. Любой электродвигатель состоит из корпуса, защищающего устройство от пыли и влаги, неподвижной части (статора), жёстко скреплённой […]

Диэлектрики в электротехнике

Электроизоляционными принято называть материалы, которые обладают свойством электрически изолировать друг от друга токоведущие части, находящиеся под напряжением из-за наличия между ними определённой разности потенциалов. Такие материалы (называемые диэлектриками) отличаются высоким […]

АВ для однофазных и трехфазных сетей

Согласно требованиям ПУЭ (Правилам Устройства Электроустановок) для обеспечения надёжной защиты промышленных и бытовых электрических сетей от перенапряжений и короткого замыкания в них должны устанавливаться специальные приборы – так называемые выключатели […]

Приборы для ограничения напряжения

Разрядниками принято называть специальные электротехнические приборы, служащие для ограничения перенапряжений, нередко возникающих при эксплуатации действующих электрических сетей. Отметим, что первоначально ими назывались механические изделия, представляющие собой два электрода с искровым […]

Запуск электродвигателя через ПМ

Как известно, электромагнитный пускатель представляет собой электрический коммутационный прибор, который используется для запуска, защиты и остановки электродвигателей, работающих по асинхронной схеме. Главным рабочим элементом любого пускателя является электромагнитный контактор для […]

Навигация по записям

Добавить комментарий Отменить ответ

Материал является пояснением и дополнением к статье:Импульсный преобразователь, источник синусоидального напряжения из постоянного или меандра, прямоугольного Импульсный силовой преобразователь напряжения в чисто синусоидальное. Принципиальная схема, расчет. Импульсный источник синусоидального напряжения

Вопрос: Можно ли на основе схемы преобразователя напряжения в синусоидальное построить лабораторный автотрансформатор, латр? Какие изменения нужно внести в схему и конструкцию?

Ответ: Конечно. На основе данной схемы можно изготовить устройство с плавно регулируемым выходным напряжением. Может возникнуть только одна проблема. Если Вы планируете питать от этого ЛАТРа устройства, чувствительные к высокочастотным помехам, то это может не получиться. Изделие дает на выходных клеммах некоторые помехи в высокочастотном диапазоне.

Изменения в схеме. Преобразователь напряжения в синусоидальное -> импульсный ЛАТР

Вашему вниманию подборка материалов:

П рактика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Внеся приведенные изменения в схему преобразователя, мы получаем возможность плавно регулировать выходное напряжение практически от нуля до 220 вольт.

Подстроечные резисторы R2 и R12 теперь превратились в сдвоенный переменный. А для начальной настройки симметрии сигнала добавились подстроечные резисторы R2′ и R12′ по 5 кОм.

Советы по сборке и наладке устройства изменения не претерпевают.

Корректор коэффициента мощности

Если Вы планируете изготовить устройство на мощность от 300 Ватт и более, то необходимо предусмотреть на входе корректор коэффициента мощности. Дело в том, что выпрямитель на входе обладает неприятным свойством. Он потребляет от сети большой ток для зарядки электролитического конденсатора фильтра в моменты достижения синусоидой максимальных значений. Все остальное время ток не потребляется. Происходят броски тока в сети. Это плохо и для сети, и для Вашего устройства, так как может вызвать перегрев и пробой диодов моста на входе. Стерпеть подобную неприятность можно при небольшой потребляемой мощности. Но когда мощность большая, броски тока могут быть опасными.

Эту проблему решает специальное устройство - корректор коэффициента мощности. Подключим корректор во входную цепь вместо моста М и конденсатора C1

Также обращаю внимание на то, что если Вы хотите официально сертифицировать схему, то без корректора при мощности более 300 Вт этого сделать не удастся.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

sovetskyfilm.ru

Самодельный сварочный аппарат из ЛАТР 2. Схема и описание

Данный самодельный сварочный аппарат из ЛАТР 2 построен на базе девяти амперного ЛАТР 2 (лабораторный регулируемый автотрансформатор) и в его конструкции предусмотрена регулировка сварочного тока. Наличие в конструкции сварочного аппарата диодного моста позволяет производить сварку постоянным током.

Схема регулятора тока для сварочного аппарата

Режим работы сварочного аппарата регулируется переменным резистором R5. Тиристоры VS1 и VS2 открываются каждый в свой полупериод попеременно на определенный промежуток времени благодаря фазосдвигающей цепи, построенной на элементах R5, С1 и С2.

В итоге появляется возможность изменять на первичной обмотке трансформатора входное напряжение от 20 до 215 вольт. В результате трансформации на вторичной обмотке появляется пониженное напряжение, позволяющее с легкостью поджечь сварочную дугу на клеммах X1 и X2 при сварке переменным током и на клеммах X3 и X4 при сварке постоянным током.

Подключение сварочного аппарата к электросети производится обыкновенной штепсельной вилкой. В роли включателя SA1 можно использовать спаренный автомат на 25А.

Переделка ЛАТР 2 под самодельный сварочный аппарат

Сперва с автотрансформатора удаляют защитный кожух, электросъемный контакт и крепление. Далее на существующую обмотку 250 вольт наматывают хорошую электроизоляцию, к примеру, стеклоткань, сверху которой укладывают 70 витков вторичной обмотки. Для вторичной обмотки желательно выбрать медный провод с площадью сечения около 20 кв. мм.

В случае если нет провода подходящего сечения, можно сделать намотку из нескольких проводов с общей площадью сечения 20 кв.мм. Видоизмененный ЛАТР2 монтируют в подходящий самодельный корпус имеющий вентиляционные отверстия. Там же необходимо установить плату регулятора, пакетный выключатель, а так же клеммы для Х1, Х2 и Х3, Х4.

В случае отсутствия ЛАТР 2, трансформатор можно сделать самодельный, намотав первичную и вторичную обмотки на сердечник из трансформаторной стали. Сечение сердечника должно быть примерно 50 кв. см. Первичная обмотка наматывается проводом ПЭВ2 диаметром 1,5мм и содержит 250 витков, вторичная такая же которая наматывается на ЛАТР 2.

На выходе вторичной обмотки подключают диодный мост из мощных выпрямительных диодов. Вместо указанных на схеме диодов можно применить диоды Д122-32-1 или 4 диода ВЛ200 (электровозные). Диоды для охлаждения необходимо установить на самодельные радиаторы с площадью не менее 30 кв. см.

Еще существенным моментом является выбор кабеля для сварочного аппарата. Для данного сварочника необходимо применить медный многожильный кабель в резиновой изоляции с сечением не менее 20 кв.мм. Необходимо два куска кабеля по 2 метра длинной. Каждый необходимо хорошо обжать клеммными наконечниками для подключения к сварочному аппарату.

www.joyta.ru

"ЛАТР" без ЛАТРа - Радиолюбителям - Сборник - Познавательный Интернет-журнал "Умеха

Вам потребовалось, чтобы жало паяльника нагревалось чуть меньше, чем позволяет его конструкция. Как бы пригодился здесь ЛАТР (лабораторный автотрансформатор регулирующий), но его нет! Не беда. Выручит довольно простое устройство, которое предлагаем собрать своими руками. Его габаритные размеры не превышают 100x50x40 мм. Схема, представленная на рисунке, позволяет регулировать напряжение на активной нагрузке в пределах от 0 до 220 В. Мощность ее может быть любой - от 25 до 1000 Вт, а если тиристоры VD1, VD2 установить на радиаторы, мощность можно увеличить до 1,5 кВт.

Основные элементы регулятора - тиристоры VD1, VD2, включенные встречно друг другу и параллельно нагрузке. Они поочередно пропускают ток то в одном, то в другом направлении.

При включении регулятора в сеть в первый момент оба тиристора закрыты, и конденсаторы заряжаются через резистор R5.

Напряжение на нагрузке устанавливают с помощью переменного резистора R5, который совместно с конденсаторами С1, С2 образует фазосдвигающую цепочку. Тиристоры управляются импульсами, формируемыми динисторами VD3, VD4. В некоторый момент, который определяется сопротивлением включенной в цепь части резистора R5, откроется один из динисторов (какой именно, зависит от полярности полупериода). Через него потечет ток разряда соединенного с ним конденсатора, и вслед за динистором откроется соответствующий тиристор. Через тиристор, а значит, и через нагрузку потечет ток. В момент смены знака полупериода тиристор закрывается, и начинается новый цикл зарядки конденсаторов, но уже в обратной полярности.

Теперь открываются второй динистор и второй тиристор. Особенность нашей схемы в том, что в ней используются оба полупериода переменного тока и к нагрузке подводится полная, а не половинная мощность.

umeha.3dn.ru

Автотрансформатор своими руками - sovetskyfilm.ru

Что собой представляет электронный ЛАТР?

Автотрансформаторы нужны, чтобы плавно изменять напряжение тока частотой 50-60 Гц во время проведения разных электротехнических работ. Еще их нередко используют, когда требуется уменьшить либо увеличить переменное напряжение для бытового или строительного электрооборудования.

Трансформаторами выступает электрическая аппаратура, которая оснащена несколькими обмотками соединенными индуктивно. Применяется она для преобразования электрической энергии по уровню напряжения или тока.

Кстати, широко использовать электронный ЛАТР начали 50 лет тому назад. Раньше прибор оснащали токосъемным контактом. Его располагали на вторичной обмотке. Так получалось плавно настраивать выходное напряжение.

Когда подключались различные лабораторные устройства. присутствовал вариант оперативного изменения напряжения. Скажем, при желании можно было менять степень нагрева паяльника, настраивать обороты электромотора, яркость освещения и прочее.

В настоящее время ЛАТР имеет разные модификации. В целом он представляет собой трансформатор, преобразующий переменное напряжение одной величины в другую. Подобное устройство служит стабилизатором напряжения. Его главным отличием является возможность регулировки напряжения на выходе из оборудования.

Существуют разные виды автотрансформаторов:

Последний тип - установленные в единой конструкции три однофазных ЛАТРа. Однако мало кто желает стать его владельцем. И трехфазные, и однофазные автотрансформаторы оборудованы вольтметром и регулировочной шкалой.

Область применения ЛАТРа

Автотрансформатор используют в различных сферах деятельности, среди них:

• Металлургическое производство;
• Коммунальное хозяйство;
• Химическая и нефтяная промышленности;
• Производство техники.

Кроме этого, он нужен для следующих работ: изготовления бытовых приборов, исследования электрооборудования в лабораториях, наладки и проверки техники, создания телевизионных приемников.

Вдобавок ЛАТР часто используют в учебных заведениях для проведения опытов на уроках химии и физики. Его можно даже обнаружить в составе устройств некоторых стабилизаторов напряжения. Также применяется в качестве дополнительного оборудования к самописцам и станкам. Почти во всех лабораторных исследованиях в виде трансформатора используют именно ЛАТР, поскольку он имеет простую конструкцию и несложен в эксплуатации.

Автотрансформатор в отличие от стабилизатора, который применяется лишь в нестабильных сетях и на выходе создает напряжение 220В с разной погрешностью в 2-5%, выдает точное заданное напряжение.

По климатическим параметрам разрешается использование этих приборов при высоте 2000 метров, но ток нагрузки приходится снижать на 2,5% при подъеме на каждые 500 м.

Основные минусы и плюсы автотрансформатора

Главное преимущество ЛАТРа - это более высокий КПД. ведь только некоторая часть мощности трансформируется. Особенно важно, если входное и выходное напряжения немного отличаются.

Их минусом является то, что отсутствует между обмотками электрическая изоляция. Хотя в промышленных электросетях нулевой провод обладает заземлением, поэтому такой фактор особой роли играть не будет, к тому же для обмоток используется меньше меди и стали для сердечников, как следствие, меньший вес и габариты. В результате можно хорошо сэкономить.

Первый вариант - прибор изменения напряжения

Если вы начинающий электрик, то лучше попробовать сначала сделать простую модель ЛАТРа, которая будет регулироваться устройством напряжения - от 0-220 вольт. По такой схеме автотрансформатор имеет мощность - от 25-500 Вт.

Чтобы увеличить мощность регулятора до 1,5 кВт, нужно тиристоры VD 1 и 2 поставить на радиаторы. Подключают их параллельно нагрузке R 1. Эти тиристоры ток пропускают в противоположных направлениях. При включении прибора в сеть они закрыты, а конденсаторы C 1 и 2 начинают заряжаться от резистора R 5. Еще им при необходимости изменяют величину напряжения во время нагрузки. Вдобавок этот переменный резистор вместе с конденсаторами образовывает фазосдвигающую цепь.

Такое техническое решение дает возможность пользоваться сразу двумя полупериодами переменного тока. В итоге для нагрузки применяется полная мощность, а не половинная.

Единственный недостаток схемы в том, что форма переменного напряжения во время нагрузки из-за специфики работы тиристоров оказывается не синусоидальной. Все это приводит к помехам по сети. Для исправления в схеме проблемы достаточно встроить фильтры последовательно нагрузке. Их можно вытащить из сломанного телевизора.

Второй вариант - регулятор напряжения с трансформатором

Не вызывающий помех в сети и дающий синусоидальное напряжение прибор, собирать труднее предыдущего. ЛАТР, схема которого имеет биополярный VT 1. в принципе тоже получится сделать самостоятельно. Причем транзистор служит регулирующим элементом в устройстве. Мощность в нем зависит от нагрузки. Работает он как реостат. Такая модель позволяет изменять рабочее напряжение не только при реактивных нагрузках, но и активных.

Однако представленная схема автотрансформатора тоже не идеальна. Ее минус в том, что функционирующий регулирующий транзистор выделяет очень много тепла. Для устранения недостатка понадобится мощный теплоотводящий радиатор, площадь которого равна не менее 250 см ².

В этом случае применяется трансформатор T 1. Он должен иметь вторичное напряжение около 6-10 В и мощность примерно 12-15 Вт. Диодный мост VD 6 осуществляет выпрямление тока, который впоследствии проходит к транзистору VT 1 в любом варианте полупериода через VD 5 и VD 2. Базовый ток транзистора регулируется переменным резистором R 1, изменяя тем самым характеристики тока нагрузки.

Вольтметром PV 1 контролируют размеры напряжения на выходе из автотрансформатора. Он используется с расчетом напряжения от 250-300 В. Если появляется необходимость увеличить нагрузку, тогда стоит заменить диоды VD 5- VD 2 и транзистор VD 1 на более мощные. Естественно, за этим последует расширение площади радиатора.

Как видно, собрать своими руками ЛАТР, возможно, нужно только иметь немного знаний в данной области и закупить все необходимые материалы.

• Схема регулятора напряжения с трансформатором

Полвека назад лабораторный автотрансформатор был очень распространен. Сегодня электронный ЛАТР, схема которого должна быть у каждого радиолюбителя, имеет множество модификаций. Старые модели имели токосъемный контакт, расположенный на вторичной обмотке, что давало возможность плавно менять значение выходного напряжения, позволяло оперативно изменять напряжение при подключении различных лабораторных приборов, изменении интенсивности нагрева жала паяльника, регулировки электрического освещения, изменения оборотов электродвигателя и многого другого. Особое значение имеет ЛАТР в качестве устройства стабилизации напряжения, что очень важно при настройке различных приборов.

Современный ЛАТР используется почти в каждом доме для стабилизации напряжения.

Сегодня, когда электронный ширпотреб заполонил прилавки магазинов, приобрести надежный регулятор напряжения простому радиолюбителю стало проблемой. Конечно, можно найти и промышленный образец. Но они часто слишком дорогие и громоздкие, а для домашних условий это не всегда подходит. Вот и приходится многочисленным радиолюбителям «изобретать велосипед», создавая электронный ЛАТР своими руками.

Простое устройство регулирования напряжения

Схема простой модели ЛАТРа.

Одна из самых простых моделей ЛАТР, схема которой изображена на рис.1, доступна и начинающим. Регулируемое устройством напряжение – от 0 до 220 вольт. Мощность этой модели – от 25 до 500 Вт. Повысить мощность регулятора можно до 1,5 кВт, для этого тиристоры VD1 и VD2 следует установить на радиаторы.

Эти тиристоры (VD1 и VD2) подключаются параллельно нагрузке R1. Они пропускают ток в противоположных направлениях. При включении устройства в сеть эти тиристоры закрыты, а конденсаторы С1 и С2 заряжаются посредством резистора R5. Величину напряжения, получаемого на нагрузке, изменяют по необходимости переменным резистором R5. Он вместе с конденсаторами (С1 и С2) создает фазосдвигающую цепь.

Рис. 2. Схема ЛАТРа, дающего синусоидальное напряжение без помех в системе.

Особенностью этого технического решения является использование обоих полупериодов переменного тока, поэтому для нагрузки используется не половинная мощность, а полная.

Недостатком данной схемы (плата за простоту) надо считать то, что форма переменного напряжения на нагрузке оказывается не строго синусоидальной, что обусловлено спецификой работы тиристоров. Это может привести к помехам по сети. Для устранения проблемы дополнительно к схеме можно установить фильтры последовательно нагрузке (дроссели), например, взять их из неисправного телевизора.

Для плавной регулировки напряжения переменного тока в различных работах, связанных с электротехникой, служат автотрансформаторы (ЛАТР). Их чаще всего используют для изменения напряжения в бытовых приборах, строительстве.

Автотрансформатор – это один из видов трансформаторов. Две обмотки в этом приборе имеют между собой прямое соединение. Вследствие этого между ними появляются два вида связи, одна из которых электромагнитная, а другая электрическая. Катушка имеет несколько выводов с разными значениями выхода напряжения. Отличие от обычного трансформатора состоит в повышенной эффективности, вследствие частичного изменения мощности.

Конструктивные особенности

Трансформаторами называют электроаппаратуру с наличием более 2-х и более обмоток, которые имеют индуктивную связь, служащую для изменения электроэнергии по напряжению.

Обмотка может быть одна только у автотрансформатора, либо несколько обмоток, охваченных магнитным потоком, намотанных на сердечник с ферромагнитными свойствами, у других трансформаторов.

Сегодня приобрели популярность 1-фазные трансформаторы (ЛАТР). Это лабораторный вариант трансформатора, в котором обе обмотки между собой не изолированы, а имеют прямое соединение, поэтому кроме электромагнитной связи у них имеется электрическая связь. Такая общая катушка оснащена несколькими выводами. На их выходе можно получить разное по величине напряжение.

Принцип работы

Благодаря особенности конструкции автотрансформаторы могут выдавать как пониженное напряжение, так и повышенное. На рисунке показаны схемы автотрансформаторов с понижением и повышением напряжения.

Если подключить источник переменного тока к Х и «а», то создается магнитный поток. В этот момент в витках катушки индуцируется разность потенциалов одинакового значения. В итоге, между Х и «а» появляется ЭДС, равная значению ЭДС 1-го витка, умноженного на число витков обмотки, находящихся в промежутке между этими точками.

При подключении нагрузки потребителя к катушке к клеммам Х и «а», ток вторичной катушки пойдет по участку обмотки между этими точками. Имея ввиду то, что первичный и вторичный токи между собой накладываются друг на друга, между Х и «а» будет проходить незначительный ток.

Из-за такой особенности работы автотрансформатора основную часть обмотки выполняют из провода малого поперечного сечения, что уменьшает его стоимость. Если необходимо изменить напряжение в небольших пределах, то целесообразно применять такие автотрансформаторы (ЛАТР).

Типы автотрансформаторов

Нашли применение несколько типов автотрансформаторов:

• ВУ–25 — Б , служит для сглаживания вторичных токов в защитных схемах трансформаторов.
• АТД — мощность 25 ватт, долгонасыщаемый, имеет старую конструкцию и мало используется.
• ЛАТР — 1 , служит для применения с напряжением 127 вольт.
• ЛАТР — 2 , применяется с напряжением 220 вольт.
• ДАТР — 1 , служит для слабых потребителей.
• РНО – для мощной нагруженности.
• АТЦН применяется в измерительных телеустройствах.

Автотрансформаторы также подразделяют по мощности:

• Малой мощности, до 1000 вольт;
• Средней мощности, свыше 1000 вольт;
• Силовые.

Лабораторные автотрансформаторы

Такой вариант исполнения используют в сетях низкого напряжения для регулировки напряжения в условиях лабораторий. Такие однофазные ЛАТР выполнены из ферромагнитного сердечника в виде кольца, на которое намотан один слой медного провода в изоляции.

В нескольких местах обмотки сделаны выводы в виде ответвлений. Это дает возможность применять такие устройства в качестве автотрансформаторов с возможностью повышения, либо понижения напряжения с неизменным коэффициентом трансформации. Сверху на обмотке выполнена узкая дорожка, на которой очищена изоляция. По ней двигается роликовый или щеточный контакт, позволяющий плавно изменять вторичное напряжение.

Витковых коротких замыканий в таких лабораторных автотрансформаторах не случается, так как ток нагрузки и сети в обмотке направлены навстречу друг другу и близки по значению. Мощности ЛАТР выполняют от 0,5 до 7,5 кВА.

Трехфазные трансформаторы

Кроме других вариантов исполнений существуют еще и трехфазные варианты автотрансформаторов. У них бывает, как три, так и две обмотки.

В них чаще всего соединяют в виде звезды с отдельной точкой нейтрали. Соединение звездой дает возможность понизить напряжение, рассчитанное для изоляции прибора. Для уменьшения напряжения питание подводят к клеммам А, В, С, а выход получают на клеммах а, b, с. Для повышения напряжения все делается наоборот. Такие трансформаторы используют для уменьшения уровня напряжения при запуске мощных электромоторов, а также для регулировки напряжения по ступеням в электрических печах.

Высоковольтные автотрансформаторы применяют в высоковольтных системах сетей. Использование автотрансформаторов оптимизирует эффективность энергетических систем, дает возможность уменьшить стоимость транспортировки энергии, однако при этом способствует повышению токов коротких замыканий.

Режимы работы

• Автотрансформаторный.
• Комбинированный.
• Трансформаторный.

При соблюдении требований эксплуатации автотрансформаторов, в том числе соблюдения контроля температуры масла, он может функционировать длительное время без перегрева и поломок.

Достоинства и недостатки

Можно выделить такие преимущества:

• Преимуществом можно назвать высокий КПД, потому что преобразуется лишь малая часть мощности трансформатора, а это имеет значение, когда напряжения выхода и входа отличаются на малую величину.
• Уменьшенный расход меди в катушках, а также стали сердечника.
• Уменьшенные размеры и вес автотрансформатора позволяют создать хорошие условия перевозки к месту монтажа. Если необходима большая мощность трансформатора, то его можно изготовить в пределах допустимых ограничений габаритов и массы для перевозки на транспорте.
• Низкая стоимость.
• Плавность съема напряжения с подвижного токосъемного контакта, подключенного к обмотке.

Недостатки автотрансформаторов:

• Чаще всего катушки подключают звездой с нейтралью, которая заземлена. Соединения по другим схемам также возможны, но при их выполнении возникают неудобства, вследствие чего используются редко. Производить заземление нейтрали необходимо через сопротивление, либо глухим методом. Но нельзя забывать, что сопротивление заземления не должно допускать превышения разности потенциалов на фазах в тот момент, когда какая-либо одна фаза замкнула накоротко на землю.
• Повышенный потенциал перенапряжений во время грозы на входе автотрансформатора делает необходимым монтаж разрядников, которые не отключаются при выключении линии.
• Электрические цепи не изолированы друг от друга (первичная и вторичная).
• Зависимость низкого напряжения от высокого, вследствие чего сбои и скачки высокого напряжения оказывают влияние на стабильность низкого напряжения.
• Низкий поток рассеивания между первичной и вторичной обмоткой.
• Изоляцию обеих обмоток приходится выполнять для высокого напряжения, так как присутствует электрическая связь обмоток.
• Нельзя применять автотрансформаторы на 6-10 киловольт в качестве силовых с уменьшением напряжения до 380 вольт, потому что к такому оборудованию имеют доступ люди, а вследствие аварии напряжение с первичной обмотки может попасть на вторичную.

Применение

Автотрансформаторы имеют широкую область использования в разных сферах деятельности человека:

• В устройствах малой мощности для настройки, питания и проверки промышленного и бытового электрооборудования, приборов автоматического управления, в лабораторных условиях на стендах (ЛАТРы), в устройствах и приборах связи и т.д.
• Силовые варианты исполнений 3-фазных автотрансформаторов применяют для снижения тока запуска электродвигателей.
• В энергетике мощные образцы автотрансформаторов применяют для осуществления связи сетей высокого напряжения с близкими по напряжению сетями. Коэффициент трансформации в таких устройствах обычно не превосходит 2 – 2,5. Чтобы изменять напряжение в еще больших размерах, требуются другие устройства, а применение автотрансформаторов становится нецелесообразным.
• Металлургия.
• Коммунальное хозяйство.
• Производство техники.
• Нефтяное и химическое производство.
• Учебные заведения применяют ЛАТРы для показа опытов на уроках физики и химии.
• Стабилизаторы напряжения.
• Вспомогательное оборудование к станкам и самописцам.

Как выбрать автотрансформатор

Для начала определите, где будет использоваться автотрансформатор. Если для испытаний силового оборудования на предприятии, то необходима одна модель, а для питания автомагнитолы во время ремонта, то совсем иная.

• Мощность . Необходимо рассчитать нагрузку всех потребителей. Их общая мощность не должна быть больше мощности автотрансформатора.
• Интервал регулировки . Этот параметр зависит от действия прибора, то есть, на повышение или на понижение. Чаще всего приборы относятся к виду с понижением напряжения.
• Напряжение питания . Если вы хотите подключить автотрансформатор к домашней сети, то лучше приобрести прибор на 220 вольт, а если для 3-фазной сети, то на 380 вольт.

С таким прибором вы можете изменить значения напряжения сети и выставить те значения, которые нужны для конкретного вида нагрузки.

На изготовление лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа) своими руками многих толкает избыток на электрорынке некачественных регуляторов. Можно использовать и экземпляр промышленного типа, правда, подобные образцы имеют слишком большие размеры и дорого стоят. Именно из-за этого применение их в домашних условиях затруднено.

Что собой представляет электронный ЛАТР?

Автотрансформаторы нужны, чтобы плавно изменять напряжение тока частотой 50-60 Гц во время проведения разных электротехнических работ. Еще их нередко используют, когда требуется уменьшить либо увеличить переменное напряжение для бытового или строительного электрооборудования.

Трансформаторами выступает электрическая аппаратура, которая оснащена несколькими обмотками соединенными индуктивно. Применяется она для преобразования электрической энергии по уровню напряжения или тока.

Кстати, широко использовать электронный ЛАТР начали 50 лет тому назад. Раньше прибор оснащали токосъемным контактом. Его располагали на вторичной обмотке. Так получалось плавно настраивать выходное напряжение.

Когда подключались различные лабораторные устройства , присутствовал вариант оперативного изменения напряжения. Скажем, при желании можно было менять степень нагрева паяльника, настраивать обороты электромотора, яркость освещения и прочее.

В настоящее время ЛАТР имеет разные модификации. В целом он представляет собой трансформатор, преобразующий переменное напряжение одной величины в другую. Подобное устройство служит стабилизатором напряжения. Его главным отличием является возможность регулировки напряжения на выходе из оборудования.

Существуют разные виды автотрансформаторов:

• Однофазный;
• Трехфазный.

Последний тип - установленные в единой конструкции три однофазных ЛАТРа. Однако мало кто желает стать его владельцем. И трехфазные, и однофазные автотрансформаторы оборудованы вольтметром и регулировочной шкалой .

Область применения ЛАТРа

Автотрансформатор используют в различных сферах деятельности, среди них:

• Металлургическое производство;
• Коммунальное хозяйство;
• Химическая и нефтяная промышленности;
• Производство техники.

Кроме этого, он нужен для следующих работ: изготовления бытовых приборов, исследования электрооборудования в лабораториях, наладки и проверки техники, создания телевизионных приемников.

Вдобавок ЛАТР часто используют в учебных заведениях для проведения опытов на уроках химии и физики. Его можно даже обнаружить в составе устройств некоторых стабилизаторов напряжения. Также применяется в качестве дополнительного оборудования к самописцам и станкам. Почти во всех лабораторных исследованиях в виде трансформатора используют именно ЛАТР, поскольку он имеет простую конструкцию и несложен в эксплуатации.

Автотрансформатор в отличие от стабилизатора, который применяется лишь в нестабильных сетях и на выходе создает напряжение 220В с разной погрешностью в 2-5%, выдает точное заданное напряжение.

По климатическим параметрам разрешается использование этих приборов при высоте 2000 метров, но ток нагрузки приходится снижать на 2,5% при подъеме на каждые 500 м.

Основные минусы и плюсы автотрансформатора

Главное преимущество ЛАТРа - это более высокий КПД , ведь только некоторая часть мощности трансформируется. Особенно важно, если входное и выходное напряжения немного отличаются.

Их минусом является то, что отсутствует между обмотками электрическая изоляция. Хотя в промышленных электросетях нулевой провод обладает заземлением, поэтому такой фактор особой роли играть не будет, к тому же для обмоток используется меньше меди и стали для сердечников, как следствие, меньший вес и габариты. В результате можно хорошо сэкономить.

Первый вариант - прибор изменения напряжения

Если вы начинающий электрик, то лучше попробовать сначала сделать простую модель ЛАТРа, которая будет регулироваться устройством напряжения - от 0-220 вольт. По такой схеме автотрансформатор имеет мощность - от 25-500 Вт .

Чтобы увеличить мощность регулятора до 1,5 кВт, нужно тиристоры VD 1 и 2 поставить на радиаторы. Подключают их параллельно нагрузке R 1. Эти тиристоры ток пропускают в противоположных направлениях. При включении прибора в сеть они закрыты, а конденсаторы C 1 и 2 начинают заряжаться от резистора R 5. Еще им при необходимости изменяют величину напряжения во время нагрузки. Вдобавок этот переменный резистор вместе с конденсаторами образовывает фазосдвигающую цепь.

Такое техническое решение дает возможность пользоваться сразу двумя полупериодами переменного тока. В итоге для нагрузки применяется полная мощность, а не половинная.

Единственный недостаток схемы в том, что форма переменного напряжения во время нагрузки из-за специфики работы тиристоров оказывается не синусоидальной. Все это приводит к помехам по сети. Для исправления в схеме проблемы достаточно встроить фильтры последовательно нагрузке. Их можно вытащить из сломанного телевизора.

Второй вариант - регулятор напряжения с трансформатором

Не вызывающий помех в сети и дающий синусоидальное напряжение прибор, собирать труднее предыдущего. ЛАТР, схема которого имеет биополярный VT 1 , в принципе тоже получится сделать самостоятельно. Причем транзистор служит регулирующим элементом в устройстве. Мощность в нем зависит от нагрузки. Работает он как реостат. Такая модель позволяет изменять рабочее напряжение не только при реактивных нагрузках, но и активных.

Однако представленная схема автотрансформатора тоже не идеальна. Ее минус в том, что функционирующий регулирующий транзистор выделяет очень много тепла. Для устранения недостатка понадобится мощный теплоотводящий радиатор, площадь которого равна не менее 250 см ².

В этом случае применяется трансформатор T 1. Он должен иметь вторичное напряжение около 6-10 В и мощность примерно 12-15 Вт . Диодный мост VD 6 осуществляет выпрямление тока, который впоследствии проходит к транзистору VT 1 в любом варианте полупериода через VD 5 и VD 2. Базовый ток транзистора регулируется переменным резистором R 1, изменяя тем самым характеристики тока нагрузки.

Вольтметром PV 1 контролируют размеры напряжения на выходе из автотрансформатора. Он используется с расчетом напряжения от 250-300 В. Если появляется необходимость увеличить нагрузку, тогда стоит заменить диоды VD 5- VD 2 и транзистор VD 1 на более мощные. Естественно, за этим последует расширение площади радиатора.

Как видно, собрать своими руками ЛАТР, возможно, нужно только иметь немного знаний в данной области и закупить все необходимые материалы.

ЛАТР - лабораторный автотрансформатор регулируемый - один из видов автотрансформаторов, представляющий собой автотрансформатор относительно небольшой мощности, и предназначенный для регулирования переменного напряжения (переменного тока), подаваемого на нагрузку от однофазной или трехфазной сети переменного тока.

В основе ЛАТРа, как и любого другого сетевого трансформатора, - сердечник из электротехнической стали. Но на тороидальном сердечнике ЛАТРа, в отличие от других типов сетевых трансформаторов, размещена всего одна обмотка (первичная), часть которой может выступать в роли вторичной, и количество витков вторичной обмотки может оперативно регулироваться пользователем, в этом и заключается отличительная особенность ЛАТРа от простых автотрансформаторов.

Для регулирования количества витков, приходящихся на вторичную обмотку, в конструкции автотрансформатора присутствует поворотная ручка, с которой связана скользящая угольная щетка. При повороте ручки щетка скользит от витка к витку вдоль обмотки, так регулируется .

Со скользящей щеткой непосредственно и соединен один из вторичных выводов лабораторного автотрансформатора. Второй вторичный вывод является общим со стороной входа сети. Потребители подключаются к выходным клеммам ЛАТРа, а входные его клеммы присоединяется к однофазной или трехфазной электросети. В однофазном ЛАТРе один сердечник и одна обмотка, а в трехфазном - три сердечника, и на каждом по одной обмотке.

Напряжение на выходе ЛАТРа может быть как больше входного, так и меньше, например для сети однофазной регулируемый диапазон составляет от 0 до 250 вольт, а для трехфазной - от 0 до 450 вольт. Примечательно, что КПД ЛАТРа тем выше, чем ближе выходное напряжение к входному, и может достигать 99%. Форма выходного напряжения - .

На передней панели ЛАТРа располагается вольтметр вторичной цепи для возможности оперативного контроля перегрузки и более точной установки выходного напряжения. Корпус ЛАТРа имеет вентиляционные отверстия, через которые происходит естественное воздушное охлаждение магнитопровода и обмотки.

Лабораторные автотрансформаторы применяют в лабораториях для исследовательских целей, для тестирования оборудования переменного тока, да и просто для ручной стабилизации напряжения сети, если оно на данный момент ниже требуемого номинала.

Разумеется, если напряжение в сети постоянно скачет, то автотрансформатор не спасет, потребуется полноценный стабилизатор. В других случаях ЛАТР - это как раз то что нужно, чтобы точно отрегулировать напряжение для текущей задачи. Такими задачами могут быть: наладка промышленного оборудования, тестирование высокочувствительной аппаратуры, настройка радиоэлектронных устройств, питание техники низкого напряжения, зарядка аккумуляторов и т.д.

Поскольку ЛАТР имеет всего одну обмотку, общую для первичной и вторичной цепей, то и ток вторичной обмотки оказывается общим для первичной и вторичной цепей. С этой точки зрения очевидно, что ток вторичной обмотки и первичный ток в общих витках направлены противоположно, поэтому общий ток равен разности токов I1 и I2, то есть I2 – I1 = I12 – ток в общих витках. Вот и получается, что при величине вторичного напряжения близкой к входному, общие витки могут быть намотаны проводом меньшего сечения, чем в случае изготовления двухобмоточного трансформатора.

Конструктивная особенность ЛАТРа вынуждает нас разделять понятия «проходная мощность» и «расчетная мощность». Расчетная мощность - это та, которая передается от первичной обмотки во вторичную цепь посредством электромагнитной индукции через сердечник, как у обычного двухобмоточного трансформатора, а проходная мощность - это сумма проходной мощности и той мощности, которая передается только по электрической составляющей, то есть без участия магнитной индукции в сердечнике.

Получается, что кроме расчетной мощности во вторичную цепь передается еще и чисто электрическая мощность, равная U2*I1. Вот почему для автотрансформаторов требуется магнитопровод меньшего сечения для передачи одной и той же мощности, по сравнению с обычными двухобмоточными трансформаторами. В этом и заключается причина более высокого КПД автотрансформаторов. К тому же меди для провода требуется меньше.

Итак, при небольшом коэффициенте трансформации, ЛАТР может похвастаться следующими достоинствами: КПД до 99,8%, меньший размер магнитопровода, меньший расход материалов. И все это благодаря наличию электрической связи между первичной и вторичной цепями. С другой стороны отсутствие между цепями приводит к опасности поражения фазным током от выходных клемм ЛАТРа и даже от одной из клемм, поэтому необходимо быть в высшей степени аккуратным при работе с лабораторным автотрансформатором.

Лабораторный автотрансформатор, или, сокращённо, ЛАТР - это устройство для изменения напряжения переменного тока у различных электроприборов. Это устройство является разновидностью обыкновенного трансформатора. В процессе изменения напряжения при помощи ЛАТРа частота прибора на любом этапе сохраняется прежней. Основана его работа на явлении электромагнитной индукции. Устройство включает в себя множество дополнительных модификаций.

Устройство автотрансформатора

Имеется одна общая обмотка, расположенная на магнитопроводе ЛАТРа, а от нее уже отходят три дополнительных вывода. У старых моделей автотрансформатора на вторичной обмотке расположен токосъемный контакт, позволяющий:

• выходному напряжению плавно регулироваться;
• в один момент сменять одно значение напряжения на другое;
• изменять интенсивность нагрева жала у паяльника;
• регулировать электроосвещение.

Наиболее распространенный тип автотрансформатора - это тороидальный магнитопровод. Он представляет собой сердечник в форме кольца, сделанный из электротехнической стали.

На сердечник намотана медная проволока, или обмотка. Кроме того, конструкция прибора имеет дополнительную отпайку - отвод от обмотки. В целом контактов получается ровно три.

Для больших трансформаций лучше всего не использовать ЛАТР. Причины в следующем:

1. Слишком высоки шансы получить в результате короткое замыкание. Разобраться с проблемой помогут специально приспособленные для этого электронные схемы или дополнительное сопротивление.
2. Обычный трансформатор подходит больше в силу множества причин, таких, как более высокий КПД, меньшие расходы на сталь, уменьшенные габариты и вес, сниженная цена на инструмент.

Схема электронного прибора

Купить надежный ЛАТР при имеющемся ассортименте - задача не из легких. Слишком много низкокачественных изделий представлено на рынке. Как вариант, можно приобрести промышленный образец, но цены на него довольно высокие, да и габариты немаленькие. В этом случае более приемлемым вариантом будет создать автотрансформатор своими руками.

Необходимые для сборки материалы

Материалы, которые обязательно понадобятся для сборки самодельного электронного ЛАТРа на полевом транзисторе, следующие:

• медная проволока (обмотка);
• лак, обладающий термоустойчивостью;
• тряпичная изолента;
• магнитопровод (подойдет как стержневой, так и тороидальный тип);
• корпус с закрепленными разъемами, к которому будет подключаться питание и нагрузка.

Расчёт обмотки ЛАТРа

Для начала необходимо определиться, в каких пределах на тиристорах будет работать ЛАТР. Оптимальное значение питания сети - 220 В. Значения вторичных напряжений - соответственно, 127, 180 и 250 В. Мощность при таких параметрах не должна превышать 300 Вт. Но можно определить эти значения и самостоятельно, главное, чтобы всё друг другу соответствовало.

Теперь нужно рассчитать обмотку. Рассчитывать её надо по большему току. Наибольшее значение тока можно получить, преобразовывая напряжение 200 В в 127 В. Автотрансформатор при таких условиях становится понижающим. Максимальный ток, который проходит в обмотке обеих сетей, рассчитывается следующим образом:

I = I2 - I1 = P / U2 - P / U1 (I, I2, I3 - токи в соответствующих участках цепи, A, P - мощность, Вт, U1, U2 - напряжения первичной и вторичной цепи, В).

Диаметр провода d рассчитывается по формуле:

Существует специальная таблица, согласно которой определяется тип и сечение провода. Выбираются они с учётом расчётного тока и среднего значения плотности тока для ЛАТРа, равному 2 A/мм².

Формула для вычисления коэффициента трансформации n:

Формула для вычисления расчётной мощности Pp:

Pp = P * k * (1 - 1/n) (k - коэффициент, учитывающий КПД автотрансформатора)

W0 = m / S (W0 - количество витков, приходящихся на 1 вольт, m = 50 для стержневого и 35 для тороидального магнитопроводов).

При недостаточно высоком качестве стали значение W0 увеличивается на 20−30%. При расчёте витков оно увеличивается на 5−10%. Таким образом можно будет успешно избежать просадки напряжения. Для расчёта длины провода наматывается один виток на магнитопровод и измеряется его длина. Полученное значение умножается на максимальное количество витков и прибавляется по 25−30 сантиметров для каждого вывода к клемме.

Схема подключения ЛАТР 2м

Сначала берётся тороидальный магнитопровод, о котором уже упоминалось выше. То место, на которое будет накладываться обмотка, изолируется тряпичной изолентой. Выводим провод для первой клеммы питания (все последующие провода выводятся без разрыва). Закрепляем на магнитопроводе первый виток и накручиваем рассчитанное количество. По достижении витка, который соответствует выбранному значению напряжения, выводится петля, следом необходимо продолжать наматывать провод.

После просушки автотрансформатор помещается в корпус. Первый выведенный провод присоединяется к разъёму питания. Этот разъем должен быть электрически связан c общей клеммой нагрузки, поэтому соединяет провода между собой каким-нибудь проводником.

Петлю, выведенную для 220 В, соедините co второй клеммой питания. Остальные провода подключите к соответствующим клеммам вторичной цепи. Существует специальная схема автотрансформатора, на которой изображены выводы проводов. По ней нужно ориентироваться при подключении проводов к клеммам.

Следом добавьте к автотрансформатору корпус, и сделайте крепление для ручки регулятора. K ручке прикрепите ползунок c угольной щёткой. Нужно сделать так, чтобы щётка плотно касалась верхней части обмотки. Ту область, по которой щётка будет передвигаться, необходимо пометить, и в месте пометки удалить изоляцию. Так, щётка будет иметь прямой электрический контакт со вторичной обмоткой. Клеммы вторичных напряжений, кроме общей, затенить одной, соединённой c угольной щёткой. При подсоединении вольтметр закрепляется.

Теперь необходимо убедиться в том, что автотрансформатор работает так, как ему положено. Чтобы проверить качество работы устройства, выполняются следующие пункты:

Если никаких проблем не обнаружено, то лабораторный автотрансформатор полностью готов к применению.