Расчет автотрансформатора своими руками

Иногда приходится самостоятельно изготовлять силовой трансформатор для выпрямителя. В этом случае простейший расчет силовых трансформаторов мощностью до 100—200 Вт проводится следующим образом.

Зная напряжение и наибольший ток, который должна давать вторичная обмотка (U2 и I2), находим мощность вторичной цепи: При наличии нескольких вторичных обмоток мощность подсчитывают путем сложения мощностей отдельных обмоток.

Далее, принимая КПД трансформатора небольшой мощности, равным около 80 %, определяем первичную мощность:

Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в сердечнике. Поэтому от значения мощности Р1 зависит площадь поперечного сечения сердечника S, которая возрастает при увеличении мощности. Для сердечника из нормальной трансформаторной стали можно рассчитать S по формуле:

где s — в квадратных сантиметрах, а Р1 — в ваттах.

По значению S определяется число витков w' на один вольт. При использовании трансформаторной стали

Если приходится делать сердечник из стали худшего качества, например из жести, кровельного железа, стальной или железной проволоки (их надо предварительно отжечь, чтобы они стали мягкими), то следует увеличить S и w' на 20—30 %.

Теперь можно рассчитать число витков обмоток

и т.д.

В режиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на сопротивлении вторичных обмоток. Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5—10 % больше рассчитанного.

Ток первичной обмотки

Диаметры проводов обмоток определяются по значениям токов и исходя из допустимой плотности тока, которая для трансформаторов принимается в среднем 2 А/мм2. При такой плотности тока диаметр провода без изоляции любой обмотки в миллиметрах определяется по табл. 1 или вычисляется по формуле:

Когда нет провода нужного диаметра, то можно взять несколько соединенных параллельно более тонких проводов. Их суммарная площадь сечения должна быть не менее той, которая соответствует рассчитанному одному проводу. Площадь поперечного сечения провода определяется по табл. 1 или рассчитывается по формуле:

Для обмоток низкого напряжения, имеющих небольшое число витков толстого провода и расположенных поверх других обмоток, плотность тока можно увеличить до 2,5 и даже 3 А/мм2, так как эти обмотки имеют лучшее охлаждение. Тогда в формуле для диаметра провода постоянный коэффициент вместо 0,8 должен быть соответственно 0,7 или 0,65.

В заключение следует проверить размещение обмоток в окне сердечника. Общая площадь сечения витков каждой обмотки находится (умножением числа витков w на площадь сечения провода, равную 0,8d2из, где dиз — диаметр провода в изоляции. Его можно определить по табл.

1, в которой также указана масса провода. Площади сечения всех обмоток складываются. Чтобы учесть ориентировочно неплотность намотки, влияние каркаса изоляционных прокладок между обмотками и их слоями, нужно найденную площадь увеличить в 2—3 раза.

Площадь окна сердечника не должна быть меньше значения, полученного из расчета.

Таблица 1

В качестве примера рассчитаем силовой трансформатор для выпрямителя, питающего некоторое устройство с электронными лампами. Пусть трансформатор должен иметь обмотку высокого напряжения, рассчитанную на напряжение 600 В и ток 50 мА, а также обмотку для накала ламп, имеющую U = 6,3 В и I = 3 А. Сетевое напряжение 220 В.

Определяем общую мощность вторичных обмоток:

• Мощность первичной цепи
• Находим площадь сечения сердечника из трансформаторной стали:
• Число витков на один вольт
• Ток первичной обмотки
• Число витков и диаметр проводов обмоток равны:
• • для первичной обмотки
• • для повышающей обмотки
• • для обмотки накала ламп
• Предположим, что окно сердечника имеет площадь сечения 5×3 = 15 см2 или 1500 мм2, а у выбранных проводов диаметры с изоляцией следующие: d1из = 0,44 мм; d2из = 0,2 мм; d3из = 1,2 мм.
• Проверим размещение обмоток в окне сердечника. Находим площади сечения обмоток:
• • для первичной обмотки
• • для повышающей обмотки
• • для обмотки накала ламп
• Общая площадь сечения обмоток составляет примерно 430 мм2.
• Как видно, она в три с лишним раза меньше площади окна и, следовательно, обмотки разместятся.

Расчет автотрансформатора имеет некоторые особенности. Его сердечник надо рассчитывать не на полную вторичную мощность Р2, а только на ту ее часть, которая передается магнитным потоком и может быть названа трансформируемой мощностью Рт.

1. Эта мощность определяется по формулам:
2. — для повышающего автотрансформатора
3. — для понижающего автотрансформатора, причем
4. Если автотрансформатор имеет отводы и будет работать при различных значениях n, то в расчете надо брать значение п, наиболее отличающееся от единицы, так как в этом случае значение Рт будет наибольшее и надо, чтобы сердечник мог передать такую мощность.

Затем определяется расчетная мощность Р, которая может быть принята равной 1,15•Рт. Множитель 1,15 здесь учитывает КПД автотрансформатора, который обычно несколько выше, чем у трансформатора.

Далее применяются формулы расчета площади сечения сердечника (по мощности Р), числа витков на вольт, диаметров проводов, указанные выше для трансформатора.

При этом надо иметь в виду, что в части обмотки, являющейся общей для первичной и вторичной цепей, ток равен I1 — I2, если автотрансформатор повышающий, и I2 — I1 если он понижающий.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://elektromehanika.org

Дата добавления: 28.03.2014

Латр на полевом транзисторе: устройств и принципы работы, схема подключения, как сделать своими руками

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.

Читайте еще:   Как выбрать диск для циркулярной пилы по дереву

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:
• d = 0,8 * √I

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.

1. Формула для вычисления коэффициента трансформации n:
2. n = U1 / U2
3. Формула для вычисления расчётной мощности Pp:
4. Pp = P * k * (1 — 1/n) (k — коэффициент, учитывающий КПД автотрансформатора)
5. Дальше необходимо определить количество витков, приходящихся на 1 вольт. Для этого, во-первых, рассчитывается площадь поперечного сердечника S, а во-вторых, определяется тип магнитопровода:
6. S = √ Pp
7. 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.

Читайте еще:   Особенности и характеристики электродов Э42

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.

Далее производится лакировка устройства. Возьмите подходящую ёмкость и наполните её лаком, затем опустите туда ЛАТР. После выемки автотрансформатора из ёмкости с лаком его необходимо как следует просушить.

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:

1. Подключите ЛАТР к сети напряжением 200 В.
2. Подключённое устройство проверяется на отсутствие задымления, запаха гари, сильных шутов.
3. При помощи вольтметра проверьте, насколько выходные значения соответствуют друг другу.
4. Примерно через 10−20 минут работы ЛАТРа отключите его и проверьте, не перегрелась ли обмотка.
5. Включите ЛАТР в сеть заново и подключите нагрузку на длительный промежуток времени.

Читайте еще:   Точечные светильники для подвесных потолков – критерии выбора

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

Латр на полевом транзисторе: устройств и принципы работы, схема подключения, как сделать своими руками

Трансформатор имеющий электрическую связь между обмотками называют лабораторным автотрансформатором, или ЛАТРом. Вольтаж цепи нагрузки прямо пропорционален обмотке вторичной цепи.

В зависимости от конструкции, получение нужного выходного напряжения производиться подключением к соответствующим выводам или вращением ручного регулятора (рис. 1).

В этой статье описывается как сделать ЛАТР в домашних условиях.

Для чего используется ЛАТР

ЛАТР – это устройство, которое постепенно регулирует электрический ток. Так как для различных видов устройств используют разный электрический ток, для этого и используют ЛАТР.

Обычно его применяют в сфере, где нужно определить напряжение: сервисные центры, различные предприятия, которые производят оборудование и тестируют его при различном напряжении, в бытовых приборах, строительстве. Он сходен по строению с реостатом: присутствует обмотка и подвижный контакт.

В отличие от реостата, с помощью ЛАТРа можно повысить напряжение электрического тока, что с прибором для регулировки напряжения сделать невозможно. Также существенным отличием является то, что реостат работает как на переменном, так и на постоянном токе, ЛАТР работает только на переменном токе.

https://www.youtube.com/watch?v=hi6X6T8iVrs

Большинство автотрансформаторов типа ЛАТР сделано в виде медной обмотки, навитой на тороидальном сердечнике (магнитопроводе), причём первичная обмотка совмещена со вторичной. В данном приборе используют провод с минимальным сопротивлением для уменьшения потерь. Витки трансформатора предназначены для преобразования электрической энергии в магнитную и наоборот.

При плавном способе регулирования обмотка имеет открытую контактную часть без изоляции, по которой свободно может перемещаться щёточный механизм. На его выходную клемму подключена нагрузка потребителя.

С выхода ЛАТРа мы можем получать напряжение или ток как меньше, так и больше входного. Так как ЛАТР имеет КПД около 100%, то можно сказать, что произведение входного тока и напряжения равняется произведению выходного тока на выходное напряжение, т. е. входная мощность ЛАТРа равняется выходной мощности ЛАТРа.

Особенности

Рассматривая, что это такое ЛАТР, следует отметить, что это разновидность автотрансформаторов. Он характеризуется невысокой мощностью, ему не требуется госреестр. Принцип работы, которым обладает лабораторный регулировочный автотрансформатор, заключается в настройке напряжения переменного типа однофазной(слева на фото) или трехфазной сети(справа).

Схема ЛАТРа включает в себя стальной сердечник тороидального типа. На нем присутствует всего один контур. Двух отдельных обмоток у этого устройства нет. Контуры совмещены. Одна часть может быть отнесена к виткам первичного типа, а другая – к виткам вторичного типа.

Регулировочный автотрансформатор ЛАТР имеет достаточно простую схему. Пользователь может самостоятельно настраивать количество витков вторичной обмотки. Это отличает представленную разновидность агрегатов от других трансформаторов.

О том как собрать ЛАТР своими руками мы писали здесь.

Виды ЛАТРов

Классифицируют ЛАТРы обычно на:

• однофазный блок питания, который имеет силу тока 220 вольт;

• трёхфазный ЛАТР, с силой тока 380 вольт.

Трёхфазные ЛАТРы – это три однофазных стабилизатора напряжения, помещённые в один блок питания (в одно устройство). У него существует как две, так и три обмотки.

Функциональные и конструктивные особенности:

1. Плавная регулировка напряжения.
2. Синусоидальная форма выходного напряжения и отсутствие искажения синусоида.
3. Стрелочная индикация выходного напряжения (вольтметр на лицевой части ЛАТРа).
4. Усиленный щёточный узел, за счёт чего ЛАТР будет служить намного дольше.
5. Клеммные колодки.

Подготовка материала

Для сборки ЛАТРа понадобятся следующие материалы и устройства:

• Медная обмотка;
• Тороидальный или стержневой магнитопровод. Можно приобрести в специализированном магазине или извлечь из испорченной техники;
• Термоустойчивый лак;
• Тряпичная изолента;
• Корпус с закрепленными разъемами для подключения нагрузки и питания.

Для лабораторного ЛАТРа с переменным коэффициентом трансформации могут дополнительно понадобиться:

1. Цифровой или аналоговый вольтметр.
2. Поворотный механизм, включающий в себя ручку и ползунок с угольной щеткой. Он будет регулировать напряжение.

Описание ЛАТРа РЕСАНТА

Рассмотрим однофазный блок питания, который произведён в Латвии: РЕСАНТА марки TDGC2-0.5 kVA.

Снабжён встроенным вольтметром и шкалой поворота ручки регулятора. На лицевой панели устройства имеются две входных и две выходных клеммы. Они надёжно закрепляют провода, тем самым обеспечивая надёжный контакт. Данная модель – однофазный автотрансформатор мощностью 5 кВт.

Диапазон выходного напряжения составляет от 0 до 250 вольт. Вес прибора 15,5 кг. Данный ЛАТР оснащён встроенным вольтметром и регулятором, которые позволяют устанавливать необходимое напряжение вручную. Множество отверстий в корпусе способствуют эффективному охлаждению силовой части устройства.

  Шпиндель станка: что это такое и для чего он нужен

Работа ЛАТРа на практике

Возьмём ЛАТР и лампочку накаливания, на которой будет наглядно видно, как изменяется напряжение. Прикрепив лампу накаливания к клеммам, находящимся справа, и прокручивая регулятор по часовой стрелке, сокращаем количество витков, тем самым увеличивая напряжение.

Выясняем, при каком напряжении загорается лампа и начинаем поворачивать регулятор до того момента, пока не заметим слабое свечение на спиралях. Смотрим показанное напряжение по регулятору (примерно 35 вольт).

Поясним: чем больше мы будем повышать напряжение, тем больше будет увеличиваться яркость накала нитей напряжения в лампе.

Также мы видим изменения на вольтметре, который расположен на лицевой стороне прибора: при повышении напряжения стрелка вольтметра изменяет своё положение в правую сторону, т. е. в сторону повышения напряжения.

Чтобы выставить напряжение ещё точнее, вместо вольтметра воспользуемся мультиметром. Поставим рукоятку регулировки мультиметра на положение измерения переменного напряжения, прикрепляем клеммы и измеряем переменное напряжение. Настраиваем нужное напряжение на регуляторе ЛАТРа.

Расчет провода

Автотрансформатор нецелесообразно использовать для больших трансформаций по следующим причинам:

• Большой риск получить токи, близкие к короткому замыканию. Это компенсируется специальными электронными схемами или дополнительным сопротивлением. Для маленьких нагрузок выгоднее использовать электронный ЛАТР.
• Теряются преимущества перед трансформаторами: высокий КПД, экономия проводника и стали, малые габариты и вес, стоимость.

Определяемся в каких пределах будет работать ЛАТР. Питание сети выбираем 220 В. В качестве вторичных напряжений выбираем 127, 180 и 250 В. Мощность ограничиваем в 300 Вт. Можете выбрать свои значения и произвести аналогичные расчеты на примере этой статьи.

Обмотка рассчитывается по большему току. Наибольший ток будет при преобразовании напряжения 220 в 127 В. Автотрансформатор в этом случае является понижающим, и к нему подходит схема 1. Исходя из предоставленной схемы, рассчитываем максимальный ток I проходящий в обмотке обеих цепей:

I = I2 – I1 = P / U2 – P / U1 = 300 / 127 – 300 / 220 = 1 А

• где I, I2, I3 – токи в соответствующих участках цепи, А;
• P – мощность, Вт;
• U1, U2 – напряжения первичной и вторичной цепи, В.

Диаметр провода рассчитываем по формуле:

d = 0,8 * √I = 1 мм.

Из таблицы 1 выбираем тип провода и сечение. Выбор делаем с учетом расчетного тока и среднего значения плотности тока для трансформаторов – 2 А/мм².

• Коэффициент трансформации ЛАТРа n вычисляем по формуле:
• n = U1 / U2 = 220 / 127 = 1,73
• Для дальнейшего расчета вычисляем расчетную мощность Pр:
• Pр = P * k * (1 – 1/n) = 300 * 1,2 * (1 – 1/1,73) = 151,92 Вт
• где к – коэффициент, учитывающий КПД автотрансформатора.
• Для определения количества витков приходящихся на 1 вольт, необходимо посчитать площадь поперечного сечения сердечника S и определиться с типом магнитопровода:
• S = √ Pр = √ 151,92 = 12,325 см²
• W0 = m / S = 35 / 12,325 = 2,839

• где W0 – количество витков, приходящихся на 1 вольт;
• m – 50 для стержневого и 35 для тороидального магнитопроводов.

Если сталь не очень высокого качества стоит увеличить значение W0 на 20-30 %. Так же при расчете витков следует увеличить их количество на 5-10 %, чтобы избежать просадки напряжения. Рассчитываем количество витков для выбранных напряжений 127, 180, 220 и 250 В:

w = W0 * U

Получаем 360, 511, 624 и 710 витков.

Для расчета длины провода обматываем один виток на магнитопровод и измеряем его длину. Затем умножаем на максимальное количество витков и прибавляем по 25-30 сантиметров для каждого вывода к клемме.

Техника безопасности при работе с ЛАТРом

1. Техника безопасности является главной информацией в любой отрасли, так как при неправильном использовании какого-либо оборудования действия человека могут привести к пагубным последствиям.

2. Любые части, сделанные из металла, электрического оборудования, которые могут находиться под напряжением из-за причин неисправности, должны очень плотно соединяться с землёй.

3. К летальному исходу также могут привести действия человека, который держит неизолированный провод/металлический корпус какого-либо электрического прибора со сломанной изоляцией и стоит на влажном или сыром полу.

4. Запрещаются какие-либо действия с неисправным оборудованием или действия, приводящие к повреждению оборудования с электрическим током.
5. Человек всегда должен понимать, что примитивное знание и применение простых правил безопасности с работой электрического тока, а также соблюдение мер личной предосторожности, помогут избежать удара током.

Будьте осторожны! Не дотрагивайтесь голыми руками до выходных клемм ЛАТРа!

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

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.

Разделительный трансформатор и ЛАТР

Разделительный трансформатор соединяют с ЛАТРом в целях безопасности.

Так как разделительный трансформатор обеспечивает оборудованию гальваническую развязку (передача электрического напряжения между двумя приборами, которые не имеют соединения), но уровень напряжения не меняет, то для этой цели обычно используют лабораторный автотрансформатор. Схему данного ЛАТРа можно увидеть на изображении.

Применение

ЛАТРы применяют в исследовательских центрах, лабораториях для проведения тестирования оборудования переменного тока. Иногда подобные приборы необходимы для стабилизации сетевого напряжения. Например, в момент недостаточного его уровня в сети в данный момент.

Однако сфера его применения ограничена. Если в сети наблюдаются постоянные перепады, скачки, применение автотрансформатора будет бессмысленным. В этом случае потребуется установить стабилизатор. Главным предназначением ЛАТРа является точная настройка напряжения для выполнения различных исследовательских задач, тестов.

Подобное оборудование может потребоваться в процессе наладки приборов промышленного назначения, высокочувствительной аппаратуры, радиоэлектроники. Они обеспечивают правильное питание техники, работающей на низком напряжении. Также их применяют при выполнении зарядки аккумуляторов.

Рассмотрев основные особенности лабораторных автотрансформаторов, можно правильно применять агрегат в различных целях, повышая эффективность и удобство настройки различного оборудования.

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.

Где купить ЛАТР

Выгоднее всего приобрести ЛАТР в ближайшем для вас магазине электроники. Можно также заказать такое оборудование в интернет-магазине, например на Aliexpress, приобрести можно по ссылке.

Для того чтобы выбрать трансформатор, нужно определиться, для какой цели он будет использоваться, так как для разных видов применения необходимы разные виды ЛАТРов. При покупке следует учитывать мощность, интервал регулировки и напряжение питания оборудования.

Как определить мощность латра

Основным поводом для создания электронного ЛАТРа своими руками является избыток на рынке электротоваров ненадежных регуляторов. Выходом из ситуации может быть образец промышленного типа, но такие экземпляры стоят дорого и обладают внушительными габаритами, что затрудняет его использование в домашних условиях.

Схема устройства электронного ЛАТРа.

Что представляет собой прибор

Стоит упомянуть, что лабораторные автотрансформаторы (ЛАТР) широко использовались еще полвека тому назад. Прежние варианты прибора обладали токосъемным контактом, который был расположен на вторичной обмотке. Это позволяло плавно изменять выходное напряжение (его значение).

Если подключались всевозможные лабораторные приборы, был вариант оперативной смены напряжения. Например, при необходимости легко можно было повлиять на степень нагрева паяльника, регулировать яркость освещения, обороты электродвигателя и многое другое. Вот такой своеобразный регулирующий блок питания.

Рисунок 1. Схема простого варианта ЛАТРа.

Нынешний вариант ЛАТРа обладает различными модификациями.

В целом его можно считать трансформатором, в котором происходит трансформация переменного напряжения одной величины в переменное напряжение другой.

Устройство широко используется в качестве стабилизатора напряжения. Основной особенностью является возможность изменения напряжения на выходе из прибора. ЛАТРы бывают нескольких вариантов исполнения:

Трехфазный вариант представляет собой вмонтированные в едином корпусе три однофазных лабораторных автотрансформатора. Кстати, желающих стать обладателем трехфазного варианта значительно меньше.

Как работает ЛАТР

Как уже было сказано, настройка требуемого выходного напряжения осуществляется вручную, посредством вращения ручки, меняющей перемещение угольной щетки. При этом подобная настройка реализуется при подключении прибора к электрической сети.

Один из выходов витков обмотки, относящийся к вторичной, подсоединен к угольной щетке. Второй конец вторичной обмотки является общим с той стороны, где имеется входная сеть. Вращение ручки вызывает перемещение щетки, что в свою очередь изменяет число витков, а следовательно – выходное значение U.

Читать также: Виды траверс для кранов

Все устройства, которым необходимо напряжение, отличное от номинального, подсоединяются к выходу ЛАТРа (к специально установленным клеммам). Питание сети подается на входные клеммы автотранформатора.

Спереди автотрансформатора установлен вольтметр для вторичной цепи, который способен показать резкие скачки напряжения (перегрузку), а также позволяет более точно выставить требуемое U на выходе.

ВАЖНО! Данный вольтметр позволяет правильно выставить требуемое напряжение вторичной цепи, однако, для правильной оценки его значения необходимо также замерять U перед потребителем.

Также в корпусе ЛАТРа имеются специальные отверстия (или вентиляционная решетка, установленная в некоторых моделях), которая позволяет производить вентиляцию внутри и предохраняет как сердечник, так и обмотку от перегрева.

Простой прибор для регулирования

Существует весьма простенький вариант ЛАТРа, который доступен даже для начинающих, его схема изображена на рис. 1. Регулируемый таким прибором диапазон напряжений находится в пределах 0-220 вольт. Данный самодельный регулятор обладает мощностью 25-500 Вт. Увеличение мощности устройства может быть проведено посредством установки тиристоров VD1 и VD2 на радиаторы.

Полупроводниковые приборы (речь идет о тиристорах ВД1 и ВД2) следует подключить параллельно с нагрузкой R1. Пропускаемый ими ток имеет противоположные направления.

Когда прибор включается в сеть, тиристоры остаются закрытыми, в отличие от конденсаторов С1 и С2, зарядка которых производится резистором R5.

Если есть потребность, с помощью резистора R5 можно изменить напряжение, которое получается во время нагрузки. Резистор и конденсаторы создают фазосдвигающую цепь.

Рисунок 2. ЛАТР с биполярным транзистором.

Фазосдвигающая цепь – это электрический четырехполюсник, гармонический сигнал на выходе которого сдвигается по фазе относительно входного сигнала. Распространены в САУ в качестве устройств корректировки, которые обеспечивают устойчивость и необходимое качество управления. Частными случаями являются дифференцирующие и интегрирующие цепи.

Данное техническое решение позволяет использовать для нагрузки не половинную мощность, а полную. Достигается это благодаря тому, что используются оба полупериода переменного тока.

К недостаткам можно отнести форму переменного напряжения на нагрузке. В этом варианте она не строго синусоидальная. Специфика работы полупроводниковых приборов является основной причиной.

Наличие такой особенности способно вызвать помехи в сети. Но их можно устранить путем дополнительной установки дросселей (фильтров последовательной нагрузки) на схему.

Такие фильтры можно найти даже в неисправном телевизоре.

  Можно ли варить нержавейку инвертором

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:
• d = 0,8 * √I

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.

1. Формула для вычисления коэффициента трансформации n:
2. n = U1 / U2
3. Формула для вычисления расчётной мощности Pp:
4. Pp = P * k * (1 — 1/n) (k — коэффициент, учитывающий КПД автотрансформатора)
5. Дальше необходимо определить количество витков, приходящихся на 1 вольт. Для этого, во-первых, рассчитывается площадь поперечного сердечника S, а во-вторых, определяется тип магнитопровода:
6. S = √ Pp
7. 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.

  Отпуск стали. Услуги отпуска стали

Первым рассмотрим однофазный ЛАТР и его принцип работы

Основная задача ЛАТРа – плавное регулирование величины напряжения в заданных пределах. Не всегда, если подается 220В, то максимальной величиной на выходе будет 220В.

Если собрать схему “латр + трансформатор напряжения”, то, регулируя напряжение на латре, будем регулировать и трансформированное напряжение после ТНа. Тем самым можно добиться высокого значения выходной величины.

А если собрать схему “латр + НТ-12”, то можно создать ток большой величины и, например, прогрузить автоматы.

Основными параметрами ЛАТРа при его выборе выступают следующие:

• однофазный или трехфазный
• напряжение сети: 127; 220; 380В
• максимальный ток нагрузки (за этой величиной надо следить, ведь именно из-за превышения допустимого выходного тока регуляторы выходят из строя); чем больше ток, тем габаритнее устройство и тем тяжелее его тягать по объекту при пусконаладке =(
• ток холостого хода (ток, который протекает по ЛАТРу без подключенной нагрузки)
• КПД
• мощность
• наличие защитных устройств в конструкции
• наличие гальванической развязки

Сейчас существуют разные модели регуляторов. Но, как у российских, так и у китайских расположение клемм для подключения будет примерно одинаковым.

Слева подключается сеть (источник питания, вход, input, большие буквы), а справа подключается нагрузка (выход, output, малые буквы), на которой и будет регулироваться напряжение.

На последних моделях чуть выше клемм подключения располагается миниатюрный вольтметр для контроля величины выходного напряжения.

Подключение от сети стоит производить через автоматический выключатель, ибо, так мы обезопасим себя в случае возможной аварийной ситуации. Провода между ЛАТРом и автоматом и между автоматом и сетью должны быть подобраны согласно допустимого сечения. Не следует забывать заземлять прибор.

Также помните о том, что в автотрансформаторе отсутствует гальваническая развязка. Пример, возьмем схему однофазного ЛАТРа (на рисунке снизу слева).

Видим, что Х и х связаны между собой физически.

То есть положение ручки прибора может находиться в нулевом положении, а фаза уже будет на выходе, следует быть начеку и не касаться руками выходов ЛАТРа при поданном напряжении.

Для подстраховки покупают ЛАТРы с гальванической развязкой или используют разделительный трансформатор (трансформатор с коэффициентом трансформации равным единице; рисунок справа сверху).

Читать также: Гриндер под 610 ленту чертежи с размерами

Регулирование производится плавным движением ручки, расположенной сверху или сбоку регулятора. Так, перед началом подачи, ручка должна быть выведена в нулевое положение (против часовой стрелки до упора).

Всегда стоит следить, чтобы ручка находилась в нулевом положении – потому что иначе произойдет включение под нагрузкой и ток неизвестной величины отправится в вашу схему. А это не есть нормальный режим.

Хотя, если подаете с ретома-11 ток или напряжение толчком на реле, то это норм. Ретом-11 – это вообще просто набор ЛАТРов с различными параметрами.

ЛАТР-1М

Вот, например, ЛАТР-1М. Легкий, компактный с током до 9А. Кстати, чем меньше ток у прибора, тем больше шансов его спалить. Прибор предназначен для плавного регулирования напряжения от 0 до 250В без разрыва цепи. В легкое замешательство может ввести наличие шести колков для подсоединения проводов. Но пугаться не стоит, сейчас всё поясню.

Значит выходные (нагрузка) клеммы у нас две – это начало (то есть Д или Б) и ролик (точка В). Вращая ролик от начала до конца мы получим на выходе значение напряжения от 0 до 250 В. Однако, лишь при условии, что мы подали правильно напряжение. А подать его можно тремя вариантами (127В, 220В или 250В). В итоге имеем:

• Входные концы обозначены буквами Д и Е – это переменка 220В
• Выход на нагрузку от 0 до 250В – буквы Б и В
• Вход на напряжение 127В – буквы Д и Г
• Вход на напряжение 250В – Д и А

Принцип работы этого и подобных ЛАТРов заключается в изменении коэффициента трансформации при движении графитового элемента по незаизолированной дорожке обмотки при вращении ручки регулятора.

При ручке выкрученной до конца получится не 220В, а 250 за счет дополнительных витков (это продемонстрировано на схеме справа на рисунке выше). Если на входы 0-250 подать 127В, то вся шкала уменьшится пропорционально.

Если подать больше вольт, то ЛАТР может испортиться за счет большего тока.

Ниже приведу примерные намоточные данные (количество витков) для различных точек для ЛАТР-1М (9А) и 2М (2А).

Обозначения	витки на ЛАТР-1М	витки на ЛАТР-2М
А	267	578
Б, Д	4	4
Г	133	294
Е	233	505

Точки Б и Д являются одной точкой и находятся в самом начале (на 4 витках). Точка А является концом обмотки. Точка Г отвечает за 127В на нашем регуляторе. Точка Е отвечает за 220 вольт при подключении сети. А точка В является положением ручки регулятора, то есть это переменная, которая меняется при повороте ручки, догадаться можно по стрелке, которая отходит на схеме от этой буквы.

еще один ЛАТР (неопознанный)

Вариант более дружелюбного к конечному пользователю интерфейса.

В данном варианте по схеме видно, что он может подключаться как к 220В, так и к 127В. А на выходе всегда можно будет получить от 0 до 250В. Это происходит за счет подключения входов к разным коэффициентам трансформации.

На фотке выше можно увидеть дорожку и ролик, который ходит при движении колеса ЛАТРа. Вот так можно наглядно представить, как происходить регулирование напряжения.

  10 лучших газовых конвекторов

ЛАТРы серии TSGC2 и ТDGC2

Данные регуляторы выпускаются как однофазные (TDGC2), так и трехфазные (TSGC2). Разница в одной букве, как видно. Трехфазный представляет собой три однофазных, собранных в одном корпусе. Далее после наименования идет значение максимальной мощности в кВА. Входное напряжение должно быть стабилизированным.

Основные технические данные приведены ниже. Три однофазных латра подключаются на 220В.

Электрические схемы 1ф и 3 ф:

ЛАТР – широко применяемое устройство, которое можно встретить в каждой электролаборатории.

При стационарном использовании, профилактической чистке от пыли, грязи и не превышении рабочих параметров прослужит долгую службу.

При командировании на объект может пострадать как от транспортировки, так и от неумелых рук. Но это касается не только данного типа оборудования. В любом случае, управлять электричеством – это прикольно =)

• Сохраните статью или поделитесь с друзьями
• Часто доводилось лицезреть, как между ЛАТРом и сетью подключают автоматический выключатель АП-50
• 2019 Помегерим!
• – электрика и электроэнергетика

добрый вечер. имеется латр-1м 9а шесть клем обозначаются русскими буквами А Б В Г Д Е подскажите, где у него клемы на вход из сети 220 и где соответственно клемы выхода регулироваемого напряжения от 0 до 250 Вольт.

MB S 5L написал : добрый вечер. имеется латр-1м 9а шесть клем обозначаются русскими буквами А Б В Г Д Е подскажите, где у него клемы на вход из сети 220 и где соответственно клемы выхода регулироваемого напряжения от 0 до 250 Вольт.

1. О-о-о раритет какой Подскажу с удовольствием (ЛАТРы – моя слабость) Сеть
2. 0-250В – Б-В Фиксированые выходы:
3. 250В – Д-А Внутренняя перемычка – Б-Д

( 1 оценка, среднее 4 из 5 )