Автотрансформатр (ЛАТР): устройство, принцип действия и применение

Что такое лабораторный автотрансформатор (ЛАТР)

Очень часто среди электриков и электронщиков можно услышать аббревиатуру ЛАТР. Помните, что мы когда-то рассматривали блок питания и даже делали его сами. Блок питания выдавал нам постоянное напряжение от нуля до какого-то конечного значения, которое конечно же зависело от крутизны блока питания. Согласитесь, очень практичная вещь. Но есть один минус — это только дает нам постоянное напряжение.

Но, раз есть блок питания на постоянное напряжение, то должен быть и блок питания на переменное напряжение. И называется такой блок питания лабораторным автотрансформатором, или сокращенно ЛАТР. Что это такое и с чем его едят?

ЛАТР — это тот же трансформатор. Он преобразует переменное напряжение одного порядка в переменное напряжение другого порядка. Но все дело в том, что мы можем изменить при необходимости напряжение на выходе ЛАТР.

Преимущества и недостатки использования ЛАТР

Как упоминалось выше, эти типы трансформаторов в основном используются в лабораториях. Основными преимуществами использования данного типа устройств можно считать следующие факторы:

• Высокий КПД, как и у ЛАТРов, как при однофазном, так и при трехфазном токе может достигать значения 99%. Такой показатель возможен в том случае, если разница между Uвходом и выходом незначительна, при этом выходное напряжение может быть как меньше, так и больше входного. При этом выход U всегда имеет синусоидальную характеристику.
• В связи с тем, что и первичная, и вторичная обмотки соединены в единую цепь, гальваническая развязка между ними отсутствует. При наличии заземления (в промышленных сетях) это не критично, но позволяет использовать приспособление малого диаметра (меньше материалоемкость) и меньшее количество медного провода, необходимого для витков.
• В связи с указанными в предыдущем пункте техническими характеристиками автотрансформатор обычно имеет небольшие размеры и достаточно легкий вес, что в свою очередь существенно влияет на снижение стоимости.

Виды ЛАТРов и их обозначения

Как было сказано выше, все подобные типы трансформаторов работают от сети переменного тока, причем распространены как однофазные, так и трехфазные модели. В зависимости от своих технических характеристик они обозначаются следующим образом:

• Лабораторный регулируемый автотрансформатор — собственно ЛАТР.
• Автотрансформатор применяют на однофазном переменном токе (однофазный регулятор напряжения) — РНО.
• Применяется на трехфазном токе (трехфазные регуляторы напряжения) автотрансформаторе — РНТ.

Все ЛАТРы используются для достижения на выходе напряжения, отличного от входного (преобразователь или стабилизатор напряжения). Часто их использование оправдано для подключения бытовых приборов, номинальное напряжение которых по характеристикам, указанным производителем, отличается от U в промышленной сети (230/50 В или 380/50 В).

Все типы трансформаторов представляют собой несколько обмоток с индуктивной связью и могут преобразовывать либо входное напряжение (U-трансформаторы), либо входной ток (I-трансформаторы). Что же касается лабораторных автотрансформаторов, где также имеется электрическая связь между обмотками, то они хоть и активно используются с середины пятидесятых годов прошлого века, но востребованы и по сей день.

Модификация такого устройства со временем существенно менялась. Ранее для осуществления равномерной регулировки по U применялся токосъемный контакт, закрепленный на витках вторичной обмотки, что позволяло быстро изменять параметры выходного напряжения.

Поэтому в лабораторных условиях всегда можно было изменить работу различных устройств и агрегатов, например изменить скорость двигателя, увеличить или уменьшить яркость освещения или отрегулировать температуру нагрева паяльника.

На данный момент ЛАТР имеет множество различных модификаций, наиболее популярными из которых являются ЛАТР-1М и ЛАТР-2М. Однако все модели по габаритам являются преобразователями напряжения (стабилизаторы U), причем выходной параметр настраивается. Для правильного использования таких типов устройств необходимо обращаться к инструкции по эксплуатации ЛАТР.

Однофазные

Этот тип ЛАТР обеспечивает регулируемое напряжение однофазного переменного тока. Он очень часто используется радиолюбителями, так как позволяет улавливать любое низковольтное переменное напряжение.

Трехфазные

Этот тип ЛАТР используется в промышленной электронике. На вход подается трехфазное напряжение, а на выходе получаем те же три фазы, но с меньшей амплитудой. Этот ЛАТР позволяет изменять амплитуду напряжения всех трех фаз одновременно. Грубо говоря, это три однофазных ЛАТРа, которые размещены в одном корпусе и одинаково изменяют напряжение.

Описание работы ЛАТРа РЕСАНТА

Рассмотрим однофазный латвийский производитель RESANTA LATR марки TDGC2-0,5 кВА.

Сверху наш ЛАТР выглядит так:

Мы видим регулятор, с помощью которого мы можем выставить нужное нам напряжение.

На лицевой стороне мы видим нечто вроде вольтметра переменного тока. Заводим напряжение от сети 220 В на клеммы слева, а нужное нам в данный момент напряжение с клемм справа.

Техника безопасности при работе с ЛАТРом

Также хотелось бы добавить несколько слов о безопасности. Есть ЛАТРы с гальванической развязкой. Это означает, что фазовая линия от сети идет прямо на выход такого ЛАТРа. Схема ЛАТР без гальванической развязки выглядит так:

При этом на выходном зажиме ЛАТР может появиться сетевое напряжение 220 вольт с вероятностью 50/50. Все зависит от того, как вы подключите вилку питания ЛАТР к розетке 220 вольт.

Если внимательно посмотреть на схему передней панели ЛАТР «Ресант», то можно увидеть, что клеммы «Х» и «х» (две нижние) соединены проводником.

То есть, если на выводе «Х» есть фаза, то будет фаза и на выводе «х»! Ведь не хочется каждый раз измерять фазу в розетке, чтобы правильно подключить вилку? Так что БУДЬТЕ ОЧЕНЬ ОСТОРОЖНЫ! Старайтесь не прикасаться голыми руками к выходным клеммам ЛАТРа!

В принципе, мне было больно и со мной ничего не случилось. Оказалось, что у меня деревянный пол, который почти диэлектрик. Измерил напряжение между мной и фазой — вышло около 40 вольт. Вот почему я не знал этих 40 вольт.

Если бы я одной рукой схватился за аккумулятор или встал босыми ногами на землю, а другой рукой ухватился бы за «х» вывод ЛАТРа, меня бы очень и очень сильно трясло, так как там полно — полноценные 220 вольт бы пройти сквозь меня.

Разделительный трансформатор и ЛАТР

Есть и более безопасные типы LATR. В их состав входит разделительный трансформатор. План такого ЛАТРа выглядит примерно так:

Как мы видим, фазный провод изолирован от выходных клемм такого ЛАТРа, благодаря трансформатору, принцип работы которого вы можете прочитать в этой статье. В этом случае нас может ударить током, если мы подадим высокое напряжение на выход ЛАТР с помощью скрутки и сразу же захватим два выходных провода ЛАТРа. То есть здесь типичная гальваническая развязка.

Схема ЛАТР

Как было сказано выше, все ЛАТРы автотрансформаторные и маломощные. При этом они не нуждаются в регистрации в качестве средства измерений в Государственном реестре средств измерений, а значит, и в поверке (согласно метрологической аттестации).

ЛАТР используется как на однофазном (230/50В), так и на трехфазном (380/50В) переменном токе и состоит из следующих компонентов:

• Тороидальный стальной сердечник.
• Обмотка, которая выполнена в виде одного контура (первичная).

При этом его конкретное число витков часто также выступает в роли вторичной обмотки и может регулироваться в зависимости от требуемого U выхода.

Для уменьшения или увеличения числа витков вторичной обмотки в ЛАТР предусмотрено ручное управление (ручка), вращение которой вызывает скольжение и переход угольной щетки с одного витка на другой. Таким образом, коэффициент трансформации меняется, вызывая другой выход U.

Область применения

Функции автотрансформатора позволяют использовать его как в быту, так и в различных отраслях промышленности.

Металлургическое производство

Регулируемые автотрансформаторы в металлургии применяются для проверки и наладки средств защиты прокатных станов и подстанций.

Коммунальное хозяйство

До применения автоматических стабилизаторов эти устройства использовались для обеспечения нормальной работы телевизоров и другой техники. Они представляли собой обмотку с большим количеством отводов и переключатель. Он переключал выход катушки и с помощью вольтметра проверял выходное напряжение.

В настоящее время в релейных стабилизаторах напряжения используются автотрансформаторы.

 В трехфазных стабилизаторах устанавливаются три однофазных автотрансформатора, а регулировка производится в каждой фазе отдельно.

Химическая и нефтяная промышленность

В химической и нефтяной промышленности эти устройства используются для стабилизации и регулирования химических реакций.

Производство техники

В машиностроении такие устройства используются для пуска электродвигателей станков и регулирования частоты вращения вспомогательных приводов.

Учебные заведения

В школах, техникумах и институтах ЛАТРы используются для лабораторных работ и демонстрации законов электротехники, опытов с электролизом.

Как работает ЛАТР

Как уже было сказано, установка необходимого выходного напряжения производится вручную вращением ручки, которая изменяет движение угольной щетки. В данном случае такая настройка реализуется при подключении устройства к электрической сети.

Один из выводов витков обмотки, относящийся ко вторичной обмотке, соединен с угольной щеткой. Другой конец вторичной обмотки является общим со стороны, где находится входная сеть. Поворот ручки заставляет щетку двигаться, что, в свою очередь, изменяет количество оборотов и, следовательно, выходную мощность U.

Все устройства, которым требуется напряжение, отличное от номинального, подключаются к выходу ЛАТР (к специально установленным клеммам). Сетевое питание подается на входные клеммы автотрансформатора.

Перед автотрансформатором установлен вольтметр для вторичной цепи, который способен показывать резкие скачки напряжения (перегрузку), а также позволяет более точно установить требуемое U на выходе.

Этот вольтметр позволяет правильно установить требуемое напряжение вторичной цепи, но для правильной оценки значения необходимо также измерить U перед потребителем.

Также в крышке ЛАТРа есть специальные отверстия (или установленная в некоторых моделях вентиляционная решетка), которые обеспечивают вентиляцию внутри и предохраняют как сердечник, так и обмотку от перегрева.

Виды применяемых лабораторных автотрансформаторов

Все используемые в настоящее время ЛАТР рассчитаны на питание от сети переменного тока определенных напряжений.

Модели рассчитаны на работу от однофазного тока 230/50В. Они имеют тороидальный сердечник, на котором размещена обмотка. Их схема очень проста.

Устройства, работающие от трехфазной сети переменного тока 380/50В. Они снабжены тремя магнитопроводами, каждый из которых имеет свою обмотку. Здесь схема выглядит немного иначе.

Все типы таких трансформаторов могут выдавать на выходе как низкое, так и высокое напряжение, а именно:

• РНО — 0-250В.
• РНТ — 0-450В.

Основные сферы применения ЛАТР

Все подобные типы автотрансформаторов имеют достаточно узкое применение в силу своих конструктивных особенностей, а именно:

• В лабораториях различных НИИ и фирм провести испытательные работы в отношении оборудования, работающего от сети переменного тока, а также стабилизатора У для понижения сетевого напряжения (на вводе).
• Для наладки, устранения неполадок промышленных устройств, электронного и высокочувствительного оборудования и большинства устройств, требующих пониженного уровня U.
• В качестве зарядного устройства.
• В рамках жилищно-коммунального хозяйства.
• В учебных заведениях для лабораторных работ.

Однако если в сети постоянно присутствует нестабильный уровень U, то применение ЛАТР себя не оправдает, так как в таких случаях требуется стабилизатор.

Читайте также: Прокладка кабеля в гипсокартоне: обзор способов и особенности монтажных работ

Как изготовить ЛАТР своими руками

Автотрансформатор подобного типа вполне можно изготовить самостоятельно, при этом начинать предпочтительнее с простой модели, рассчитанной на однофазный ток с сетью U 230/50В.

Чтобы понять, что такое трансформатор ЛАТР и как он будет работать, достаточно взглянуть на простейшую схему.

Можно конечно собрать электронный ЛАТР своими руками. Но сначала следует начать сборку с элементарных схем.

Заранее следует отметить, что подобные типы ЛАТР предназначены для изменения напряжения на небольших участках. В противном случае целесообразно использовать обычные, классические схемы трансформаторов с первичной и вторичной обмотками. При использовании ЛАТР на большой разнице между входом и выходом U могут возникнуть следующие проблемы:

• Вероятность появления I вблизи тока короткого замыкания высока.
• Из-за использования большего количества материала (сердечник, медный провод) вес и габариты получившегося трансформатора будут довольно большими, что также увеличит стоимость.
• Низкая эффективность.

Для сборки ЛАТР необходимо подготовить следующие материалы:

• Сердечник (стержневой или тороидальный), продается в специализированных магазинах. Также возможно найти подобный якорь в старой, сломанной технике.
• Медная проволока (для обмотки).
• Изоляционная лента (тряпка).
• Лак термостойкий.
• Корпус, на котором должны быть установлены входные и выходные клеммы.

Если вам нужно собрать автотрансформатор с возможностью изменения выхода U, вам также потребуются:

• Вольтметр (можно использовать как аналоговую, так и цифровую версии).
• Рукоятка и ползунок с угольной щеткой (необходимы для U-образной регулировки).

Чтобы правильно подобрать количество витков медного провода, необходимо произвести расчет провода. Для этого необходимо определить, в каких областях необходимо получить выходное напряжение. 127/50, 180/50 и 250/50 используются как стандартные значения, а вход U = 230/50В. Также необходимо ограничить и установить мощность прибора Р.

Расчет витков обмотки

Для выбора необходимого провода необходимо определить максимальный ток, который возможен через обмотку. Максимальное I может быть получено при работе автотрансформатора как понижающего с 230В (U1) до 127В (U2). Поэтому меня оценивают следующим образом:
I = I2 — I1 = P/U2 — P/U1, где:

• I, I2, I3 — ток в секциях, А.
• Р — мощность, Вт.
• U1, U2 – входное и выходное напряжение, В.

Чтобы выбрать проволоку нужного диаметра, необходимо произвести следующий расчет:

д = 0,8 * √I

На основании таблицы выбора марки провода и его сечения согласно ПУЭ подбирается необходимый провод.

После этого необходимо рассчитать коэффициент трансформации для ЛАТР, а также расчетную мощность:

п = U1 / U2

Pp = P * k * (1 — 1/n)

В последней формуле k — коэффициент, зависящий от эффективности ЛАТР.

Теперь необходимо определить количество витков обмотки, необходимое для U на 1 В. Для этого определяется площадь поперечного сечения магнитопровода S:

S = √Pp

W0 = м/с

В этой формуле:

• W0 — количество витков, необходимое для U при 1 В.
• m — постоянный коэффициент (35 для тороидального сердечника, 50 для стержневого сердечника)

В зависимости от типа материала, используемого в качестве сердечника, многие предпочитают увеличивать количество витков на 1В на 30% и общее количество на 10%, чтобы избежать потерь в U.

После этого необходимое количество витков рассчитывается путем умножения W0 на требуемое напряжение вторичной обмотки:

ш = W0 * U

Чтобы рассчитать необходимую длину провода, нужно намотать один виток вокруг жилы, а затем измерить длину. Умножив полученное значение на рассчитанное выше количество витков, в итоге можно получить необходимую длину резьбы. Чтобы провода хватило для подключения к разъемам, нужно добавить по 30 см с каждой стороны.

Сборка ЛАТРа

Для сборки ЛАТР с возможностью регулировки U на выходе необходимо использовать сердечник тороидального профиля.

Поверхность сердечника, которая будет соприкасаться с медной обмоткой, обматывается тряпичной лентой. Один конец подготовленного медного провода оставляют для присоединения коннектора. После этого необходимо намотать на сам магнитопровод то количество витков, которое получилось из расчета, представленного выше.

С учетом того, что составной ЛАТР рассчитан на несколько уровней напряжения, при достижении первого значения из провода делают петлю, после чего намотку витков продолжают до использования всего провода.

После того, как весь провод намотан на сердечник, его покрывают термостойким лаком. В этом случае лучшим вариантом лакировки будет опустить магнитопровод с намотанной медной проволокой прямо в емкость, наполненную лаком, после чего его необходимо оставить в ней на некоторое время.

По истечении времени, необходимого для выбранного лака, сердечник с обмоткой извлекают из лака и просушивают, после чего помещают в подготовленный корпус.

Один конец витого провода подключается к клемме, на которую будет поступать питание от сети. Не забываем, что он должен быть подключен к штатному разъему нагрузки, для этого достаточно соединить их изнутри коробки обычным проводом.

Петля обмотки, соответствующая U=230В, подключается к другому вводу (идет на БП). Все остальные шлейфы, соответствующие разным напряжениям, подключаются к соответствующим контактам в зависимости от схемы подключения.

Если собирается ЛАТР, предназначенный для плавного регулирования выходного U, на корпусе делается приспособление, куда вставляется регулировочная кнопка с присоединенной к ней угольной щеткой, при этом она должна касаться верхних витков обмотки.

Там, где будет двигаться бегунок с кисточкой, необходимо счистить лак (можно отметить этот участок глазком), что обеспечит электрический контакт. В этом случае на выходе будет только одна клемма, которую необходимо подключить к щетке, а также установить вольтметр.

После окончательной сборки получается готовый ЛАТР, собранный своими руками.

Проверка работоспособности собранного автотрансформатора

После сборки данный автотрансформатор необходимо проверить на работоспособность, для чего необходимо выполнить следующую последовательность действий:

1. На входные клеммы подается напряжение 230/50 В.
2. После нанесения У необходимо выждать некоторое время и убедиться в отсутствии посторонних шумов, вибрации, запаха или дыма.
3. Поворотом ручки регулятора сверить требуемое значение выхода U с заданным.
4. После непродолжительной работы выключите трансформатор, откройте корпус и проверьте обмотку на предмет возможного перегрева.

При соблюдении всех вышеперечисленных пунктов и отсутствии отклонений в нормальной работе устройства данный ЛАТР можно использовать по назначению. Таким образом, такие лабораторные автотрансформаторы можно использовать не только в институциональных условиях, но и в быту, обеспечивая необходимое напряжение для работы различных устройств.

Простой прибор для регулирования

Существует очень простая версия ЛАТР, доступная даже новичкам, схема показана на рис. 1. Диапазон напряжения, регулируемый таким устройством, находится в пределах 0-220 вольт. Этот самодельный регулятор имеет мощность 25-500 Вт. Увеличение мощности устройства можно осуществить, установив на радиаторы тиристоры VD1 и VD2.

Полупроводниковые приборы (речь идет о тиристорах VD1 и VD2) следует подключать параллельно нагрузке R1. Течение, которое они пропускают, имеет противоположные направления. При включении прибора в сеть тиристоры остаются закрытыми, в отличие от конденсаторов С1 и С2, которые заряжаются резистором R5.

Если есть необходимость, то с помощью резистора R5 можно изменить напряжение, полученное под нагрузкой. Резистор и конденсаторы создают цепь с изменяемой фазой.

Фазосдвигающая схема представляет собой электрическую четырехконтактную схему, в которой гармонический сигнал на выходе сдвинут по фазе по отношению к входному сигналу.

Широко распространены в САУ в качестве корректирующих устройств, обеспечивающих стабильность и необходимое качество управления. Частными случаями являются дифференцирующие и интегрирующие схемы.

Такое техническое решение позволяет использовать на нагрузку не половинную, а полную мощность. Это достигается за счет использования обоих полупериодов переменного тока.

К недостаткам можно отнести вид переменного напряжения на нагрузке. В этом варианте она не является строго синусоидальной. Спецификации для работы полупроводниковых устройств являются основной причиной. Наличие такой функции может вызвать перебои в работе сети.

Но их можно устранить путем дополнительной установки в цепи дросселей (фильтров последовательной нагрузки). Такие фильтры можно найти даже в неисправном телевизоре.

Подключение ЛАТРа

Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) — устройство, предназначенное для равномерного регулирования напряжения в заданных пределах в однофазной (220 В) или трехфазной (380 В) сети.

Лабораторные автотрансформаторы широко применяются научными институтами, производственными и образовательными учреждениями для всевозможных испытаний, а также в быту для подключения к сети оборудования, требующего напряжения, отличного от норматива (например, устройств, рассчитанных на 110 вольт).

SUNTEK производит лабораторные автотрансформаторы (ЛАТР) двух модификаций.

Классические модели выполнены в черном металлическом корпусе. На передней панели у них есть ЖК-экран, отображающий значение выходного напряжения, и клеммы для подключения к сети и нагрузке. Кнопка регулировки находится сверху. Поворот ручки вправо или влево изменяет значение выходного напряжения.

ЛАТРы серии SUNTEK RED выполнены в красном корпусе. Они также имеют ЖК-экран и поворотную ручку регулировки, но отличаются наличием силового предохранителя, позволяющего защитить устройство от повреждения в случае перегрузки.

Кроме того, модели серии RED 500 ВА, 1000 ВА, 2000 ВА имеют упрощенную систему подключения. Вместо клеммной колодки на корпусе имеется шнур с вилкой для подключения к сети и встроенная розетка для подключения электроприборов.

SUNTEK LATR имеют ряд преимуществ:

• Расширенный диапазон выходного напряжения (от 0 до 300 вольт — однофазные ЛАТРы, от 0 до 430 вольт — трехфазные ЛАТРы).
• Информативный ЖК-экран. Цифровой вольтметр, в отличие от стрелочного, более наглядно дает информацию и позволяет точнее регулировать выходное напряжение.
• Ручка-регулятор с плавным ходом.
• Практичная сеть и подключение нагрузки. Классические модели ЛАТРов SUNTEK имеют клеммную колодку для подключения, ЛАТРы серии SUNTEK RED малого номинала подключаются по типу «вилка/розетка».
• Предохранитель. Все модели серии RED имеют токовый предохранитель для предотвращения повреждения устройства при превышении максимально допустимого тока.
• Гарантия 2 года.

Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) — наиболее практичный и простой способ регулирования напряжения. Но для долгой безаварийной работы его нужно предварительно правильно расположить и подключить.

Расположение ЛАТР:

При выборе места для установки лабораторного автотрансформатора особое внимание следует уделить вопросу пожарной безопасности. Устройство должно использоваться только во взрывобезопасной среде.

Его нельзя размещать в помещениях, где есть легковоспламеняющиеся материалы, жидкости, где могут скапливаться химически активные пары и газы, способные повредить изоляцию проводов или токоведущих частей аппарата.

Также следует учитывать температуру и уровень влажности в помещении. ЛАТР не предназначен для использования при отрицательных температурах. Допустимый рабочий диапазон от 0 до +40С. Влажность не более 80%.

Для обеспечения надлежащей вентиляции расположение ЛАТР должно быть открытым, чтобы воздушные потоки могли свободно проходить сквозь корпус прибора и вокруг него. Не накрывайте устройство во время использования и не размещайте его рядом с поверхностью, закрывающей вентиляционные отверстия на крышке.

Лучшим местом для ЛАТРа будет письменный стол или полка. Хотя агрегат можно установить на любое другое ровное нескользящее основание, при условии, что оно достаточно прочное.

Подключение к ЛАТР:

Для соединения ЛАТРов с клеммником рекомендуется использовать специальный соединительный комплект. Необжатые провода без клемм не будут иметь хорошего контакта, что может привести к искрам и пожару. В комплект подключения SUNTEK входят два кабеля длиной 1,5 м: кабель с клеммами и вилкой для подключения к сети и кабель с клеммами и розеткой для подключения нагрузки.

Перед началом работ на ЛАТР его необходимо проверить на наличие повреждений. Запрещается использовать устройство при наличии на корпусе трещин, вмятин и других деформаций. Опасное напряжение внутри коробки!

Как подключиться к ЛАТР:

1. Подключите сетевой кабель (штекерные контакты) к входным клеммам «А» и «Х», а кабель нагрузки (штекерные клеммы) к выходным клеммам ЛАТР с маркировкой «а» и «х». ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ НА СЛЕДУЮЩЕЕ! Недопустимо подключение сетевого напряжения к выходным клеммам ЛАТР.

2. Подключить ЛАТР к сети (При подключении автотрансформатора к сети категорически запрещается прикасаться к клеммной колодке. Это опасно!).

3. С помощью поворотной ручки установите желаемое выходное напряжение*.

4. Подключить нагрузку.

ЛАТР серии SUNTEK RED мощностью 500 ВА, 1000 ВА, 2000 ВА имеют встроенный шнур с вилкой и розеткой на корпусе.

Их подключение осуществляется следующим образом: кнопкой регулировки устанавливается необходимое выходное напряжение* (напряжение устанавливается по шкале под кнопкой ЛАТР, в дальнейшем его можно регулировать, ориентируясь на ЖК-экран), провод с вилкой подключен к сети, подключают нагрузку к розетке, после чего кнопкой «вкл/выкл» включается ЛАТР.

* — Обратите внимание, что превышение максимально допустимого тока приводит к перегреву и выходу из строя ЛАТР (максимально допустимый ток указан в паспорте устройства). Управление питанием подробно рассмотрено в статье «Работа с лабораторным автотрансформатором».

Схема электронного прибора

Купить надежный ЛАТР с доступной дальностью полета — задача не из легких. На рынке слишком много некачественной продукции. Как вариант, можно купить промышленный образец, но цены на него довольно высокие, а габариты довольно большие. В этом случае более приемлемым вариантом будет изготовление автотрансформатора своими руками.

Необходимые для сборки материалы

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

• медная проволока (обмотка);
• лак с термостойкостью;
• тряпичная лента;
• магнитопровод (подойдет как стержневой, так и тороидальный тип);
• корпус с неподвижными контактами, к которым необходимо подключить питание и нагрузку.

Расчёт обмотки ЛАТРа

Для начала нужно решить, в каких пределах будет работать ЛАТР на тиристорах. Оптимальное значение сетевого питания 220 В. Значения вторичных напряжений соответственно 127, 180 и 250 В. Ток при таких параметрах не должен превышать 300 Вт. Но можно определить эти значения самостоятельно, главное, чтобы все подходило друг к другу.

Теперь нужно рассчитать обмотку. Его необходимо рассчитать на больший ток. Наибольшее значение тока можно получить при преобразовании напряжения 200 В в 127 В. В таких условиях автотрансформатор понижается. Максимальный ток, проходящий в обмотке обеих сетей, рассчитывается следующим образом:

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

Диаметр проволоки d рассчитывается по формуле:

д = 0,8 * √I

Существует специальная таблица, по которой определяется тип и сечение провода. Их выбирают с учетом номинального тока и средней плотности тока ЛАТР, равной 2 А/мм².

Формула для расчета коэффициента трансформации n:

п = U1 / U2

Формула для расчета номинальной мощности Pp:

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

Затем нужно определить количество оборотов на 1 вольт. Для этого, во-первых, вычисляют площадь поперечного сердечника S, во-вторых, определяют тип магнитопровода:

S = √Pp

W0 = m/S (W0 — число витков на 1 вольт, m = 50 для стержня и 35 для тороидального магнитопровода).

При недостаточно качественной стали значение W0 увеличивается на 20-30 %. При расчете оборотов увеличивается на 5-10%. Таким образом можно успешно избежать перепадов напряжения. Для расчета длины провода на магнитопровод наматывают один виток и измеряют его длину. Полученное значение умножается на максимальное количество витков и прибавляется по 25-30 сантиметров на каждый вывод на клемму.

Принцип работы с ЛАТРом

Работать с ЛАТР было легко и безопасно даже для неподготовленного человека, мы предоставим обязательный минимум теоретической информации и правила настройки устройства. Основной характеристикой любого лабораторного автотрансформатора является максимально допустимый ток. Он указан в паспорте устройства.

Например, ЛАТР SUNTEK 500 ВА имеет максимально допустимый ток 2А. Превышение этого параметра приводит к перегреву и перегоранию обмотки катушки. Блок вышел из строя. И самое неприятное, что ремонт в случае такой поломки нецелесообразен. Замена катушки будет стоить столько же, сколько покупка нового ЛАТРа. Поэтому при работе с ЛАТР