Кроме обычных трансформаторов, в которых несколько обмоток, есть автотрансформаторы, в которых всего одна катушка. При необходимости можно произвести сборку автотрансформатора своими руками.

Основной принцип действия автотрансформатора аналогичен обычному аппарату:

• ток, протекающий по первичной обмотке, создает магнитное поле и магнитный поток в магнитопроводе;
• величина этого поля зависит от силы тока и от числа витков;
• изменения магнитного потока наводят ЭДС во вторичной обмотке;
• величина наведенной ЭДС зависит от числа витков во вторичной обмотке.

Особенность автотрансформатора в том, что часть витков первичной обмотки является также вторичной. В связи с тем, что ЭДС в первичной и вторичной обмотках направлены встречно, ток в общей части катушки I¹² равен разнице I¹ и I². При равенстве входного и выходного напряжения или Ктр=1 I¹² определяется индуктивным сопротивлением катушки.

Основные плюсы и минусы

В связи с особенностями конструкции автотрансформатор обладает преимуществами и недостатками по сравнению с обычными устройствами.

Достоинства автотрансформатора, проявляющиеся при Ктр0,5-2:

• меньший вес и габариты;
• более высокий КПД, связанный с пониженными потерями в обмотках и магнитопроводе.

Кроме достоинств, эти устройства имеют недостатки:

• Повышенный ток КЗ. Это связано с тем, что ток нагрузки ограничен не насыщением магнитопровода, а сопротивлением нескольких витков вторичной обмотки.
• Электрическая связь между первичной и вторичной обмотками. Это делает невозможным применение этих аппаратов в качестве разделительных и для питания низковольтных устройств в опасных условиях, требующих низкого напряжения согласно ПУЭ.

Мощность автотрансформатора

Мощность любого электроаппарата равна произведению тока на напряжение Р=I*A. В обычном трансформаторе она равна мощности нагрузки с учетом КПД.

Мощность автотрансформатора рассчитывается немного иначе. В повышающем напряжение аппарате она складывается из мощности первичной обмотки части Р¹²=I¹²*U¹² и мощности повышающей обмотки Р²=I²*U⅔. В связи с тем, что ток, протекающий через первичную катушку меньше, чем ток нагрузки, то мощность автотрансформатора меньше мощности нагрузки. Фактически, мощность аппарата определяется разностью первичного и вторичного напряжений и током вторичной обмотки P=(U¹-U²)*I².

Особенно это заметно при небольших (10-20%) отклонениях выходного напряжения. Аналогичным образом рассчитывается понижающий автотрансформатор.

Информация! Это позволяет уменьшить сечение магнитопровода и диаметр провода обмотки. В связи с этим автотрансформатор легче и дешевле обычного устройства.

Что такое ЛАТР

Кроме силовых аппаратов, заменяющих обычные трансформаторы, в школах, институтах и лабораториях используются ЛАТРы – Лабораторные АвтоТРанформаторы. Эти устройства используются для плавного изменения напряжения на выходе аппарата. Самые распространенные конструкции представляют из себя катушку, намотанную на тороидальном магнитопроводе. С одной из сторон провод очищен от лака и по нему при помощи поворотного механизма двигается графитный ролик.

Питающее напряжение подаётся на концы катушки, а вторичное снимается с одного из концов и графитного ролика. Поэтому ЛАТР не может поднимать напряжение выше сетевого, в некоторых модификациях выше 250В.

Кроме катушечных, есть электронные ЛАТРы. Фактически, это не автотрансформатор, а регулятор напряжения. Есть разные виды таких устройств:

• Тиристорный регулятор. В этих аппаратах в качестве силового элемента установлены тиристор и диодный мост или симистор. Недостаток в отсутствии синусоидальной формы выходного напряжения. Самый известный прибор такого типа – диммер ламп освещения.
• Транзисторный регулятор. Дороже тиристорного, требует установки транзисторов на радиаторы. Обеспечивает синусоидальную форму выходного напряжения.
• ШИМ-контроллер.

Совет! Для того, чтобы получить напряжение выше сетевого, ЛАТР подключается ко вторичной обмотке повышающего трансформатора.

Область применения

Особенности автотрансформатора позволяют применять его в быту и разных областях промышленности.

Металлургическое производство

Регулируемые автотрансформаторы в металлургии применяются для проверки и настройки защитной аппаратуры прокатных станов и трансформаторных подстанций.

Коммунальное хозяйство

До появления автоматических стабилизаторов эти аппараты применялись для обеспечения нормальной работы телевизоров и другой аппаратуры. Они представляли из себя обмотку с большим числом отводов и переключателем. Он переключал вывода катушки, а выходное напряжение контролировалось при помощи вольтметра.

В настоящее время автотрансформаторы используются в релейных стабилизаторах напряжения.

Справка! В трехфазных стабилизаторах установлены три однофазных автотрансформатора, и регулировка производится в каждой фазе по-отдельности.

Химическая и нефтяная промышленность

В химической и нефтяной промышленности эти аппараты применяются для стабилизации и регулировки химических реакций.

Производство техники

В машиностроении такие аппараты используются для пуска электродвигателей станков и управления скоростью вращения дополнительных приводов.

Учебные заведения

В школах, техникумах и институтах ЛАТРы применяются при выполнении лабораторных работ и демонстрации законов электротехники, и опытах по электролизу.

Изготовление самодельного ЛАТРа

В продаже есть достаточно готовых устройств, но при необходимости его можно сделать самостоятельно. За основу лучше взять трансформатор на О- или Ш-образном магнитопроводе. Изготовление ЛАТРа на тороидальном железе сводится к его перемотке и требует очень высокой аккуратности при наматывании катушки.

Подготовка материала

Для изготовления регулируемого автотрансформатора необходимы:

• Магнитопровод. Его сечение определяет мощность автотрансформатора.
• Обмоточный провод. Его сечение зависит от мощности и потребляемого тока устройства.
• Термоустойчивый лак. Необходим для пропитки катушки после намотки проводов. Допускается замена масляной краской.
• Тряпичная изолента или киперная лента и корпус с закрепленными разъемами для подключения нагрузки и питания. Желательно разместить в корпусе цифровой или аналоговый вольтметр
• Многопозиционный переключатель. Его допустимый ток должен соответствовать току аппарата. При необходимости допускается производить переключение выводов автотрансформатора при помощи пускателей.

Расчет провода

Перед началом намотки катушки необходимо определить сечение провода и необходимое количество витков/вольт (n/v). Этот расчёт производится по поперечному сечению магнитопровода при помощи онлайн-калькуляторов или по специальным таблицам.

Если для изготовления устройства используется исправный трансформатор, то эти параметры определяются по имеющимся обмоткам:

• подключить трансформатор к сети 220В;
• вольтметром измерить выходное напряжение V;
• отключить аппарат;

• разобрать магнитопровод;
• размотать вторичную обмотку, считая количество витков N;
• по формуле n/v=N/V вычислить количество витков/вольт – основной параметр для расчета катушки;
• измерить сечение провода первичной обмотки.

Совет! Если первичная обмотка не была пропитана лаком и разматывается без нарушения изоляции, то допускается использовать её для намотки катушки автотрансформатора.

Схема

Перед началом работ составляется схема обмотки с указанием количества витков и напряжением на каждом из выводов. В отличие от обычного трансформатора автотрансформатор имеет только одну обмотку, которая изображается с одной из сторон черты, символизирующей магнитопровод.

Для расчетов витков необходимо определить число выводов. Оно зависит от количества положений многопозиционного переключателя. Один из отводов может совпадать с сетевым выводом:

• определить и указать на схеме напряжение V каждого из положений переключателя;
• рассчитать необходимое число витков между отводами по формуле N=(n/v)*(V²-V³), где V¹, V², V³ и т.д. – напряжение на последующих выводах;
• указать на схеме количество витком между каждыми из отводов.

Совет! При необходимости сделать повышающий автотрансформатор к первичной обмотке добавляется необходимое количество витков. Для этого допускается использовать провод, снятый со вторичной обмотки.

Намотка катушки

После выполнения всех расчётов производится намотка катушки. Она выполняется на готовом или специально изготовленном каркасе вручную или при помощи намоточного станка:

• наматывается необходимое число витков в секции;
• выполняется ответвление – из обмоточного провода, не обрывая его, делается петля длиной 5-20 см и скручивается в жгут;
• после изготовления отвода продолжается намотка катушки;
• операции 1-3 повторяются до завершения намотки;
• готовая обмотка закрепляется киперной лентой и покрывается лаком или краской.

Процесс сборки

После завершения намотки и высыхания лака производится сборка автотрансформатора:

• собирается магнитопровод;
• собранный аппарат устанавливается в корпус;
• подключаются многопозиционный переключатель и вольтметр;
• собранный автотрансформатор подключается к клеммам.

Проверка

После сборки работоспособность устройства необходимо проверить:

• первичная обмотка аппарата подключается к сети;
• измеряются напряжения при каждом из положений переключателя и данные сравниваются с расчетными;
• через 20 минут трансформатор отключается и проверяется на нагрев – при его отсутствии производятся повторные испытания под нагрузкой.

Как сделать трансформатор из автотрансформатора

Кроме изготовления ЛАТРа из обычного трансформатора возможно обратная операция – изготовление трансформатора из ЛАТРа. Такие устройства обладают более высоким КПД из-за лучших свойств тороидального сердечника по сравнению с Ш-образным магнитопроводом.

Для такой переделки достаточно намотать вторичную обмотку:

• посчитать количество витков между выводами 220В;
• определить число витков/вольт

Электронный автотрансформатор

Более современным способом регулировки является использование электронных устройств. Любое из них можно изготовить своими руками.

Простейшая схема такого приспособления представляет собой переменный резистор, включенный между анодом и управляющим электродом тиристора. Это позволяет получать пульсирующее постоянное напряжение и управлять им в диапазоне 0-110В.

Для регулировки переменного напряжения 0-220В применяется встречно-параллельная схема соединения, а резистор включается между управляющими электродами.

Вместо двух тиристоров целесообразно применение симистора, а в качестве схемы управления использовать диммер для ламп накаливания.

Транзисторное управление

Самая качественная регулировка получается при использовании транзисторного регулятора. Он обеспечивает плавное изменение и правильную форму выходного напряжения.

Недостаток этой схемы в нагреве выходных транзисторов. Для его уменьшения и повышения КПД целесообразно подключить регулятор к выходным клеммам автотрансформатора – грубая регулировка осуществляется переключением обмоток, а плавная при помощи транзисторов.

Самым современным способом является применение ШИМ-контроллера (широтно-импульсная модуляция). В качестве силовых элементов полевые или биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT).

Для проведения лабораторных работ, а также для наладки и испытания различных устройств из области радиотехники, существует специальный прибор лабораторный автоматический трансформатор (ЛАТР). Схема подключения отвечает всем требованиям безопасности, с ее помощью осуществляется плавная регулировка переменного тока.

Использование трансформаторов ЛАТР

Данная конструкция трансформатора используется при лабораторных исследованиях с нестандартным напряжением. С его помощью, в ручном режиме поддерживается номинальное напряжение нагрузки. Как правило, ЛАТРы применяются при тестировании низковольтных приборов и оборудования.

Нередко, выполняют функцию блока питания в приборах, предназначенных для нагревания нихромовой нити и разрезания пенопластовых, акриловых и прочих материалов.

В трансформатор встраивается вольтметр и регулятор, изменяющий переменный ток на выходе. изменяется при перемещении контакта, подключающего нагрузку в обмотке ЛАТР.

Подготовка к работе и подключение

После пребывания автотрансформатора в условиях низкой температуры, его нужно выдержать в условиях будущей эксплуатации как минимум 4 часа.

Перед подключением производится осмотр корпуса трансформатора на предмет отсутствия видимых внешних повреждений. После этого, схема подключения ЛАТР предполагает подключение кабеля нагрузки и сетевого кабеля. После всех подключений, осуществляется подача к автотрансформатору питающего напряжения.

Для того, чтобы подключение было выполнено правильно, при отключенной нагрузке, на шкале прибора устанавливается половинное значение напряжения. Затем, необходимо включить вольтметр, первый щуп соединить с нулевым проводом сети, а второй щуп должен контролировать напряжение на выходе автотрансформатора. На одном контакте напряжение будет иметь нулевое, а на втором контакте половинное значение. Это означает, что прибор подключен правильно. В случае неправильного подключения, напряжение на выходе будет таким же, как и в электрической сети, в пределах 220 вольт.

При подключении ЛАТР необходимо соблюдать правила электробезопасности. Внутри прибора существует опасное значение напряжения свыше 220 вольт, при частоте 50 герц. Поэтому, работать с автотрансформатором могут только специалисты с допуском, разрешающим работать с оборудованием при напряжении до 1000 вольт.

С самим трансформатором нужно обращаться бережно, избегать ударов, перегрузок, воздействия агрессивной среды.

В нынешнее время большое распространение получили автотрансформаторы (ЛАТР — лабораторные автотрансформаторы). Это тип обычного трансформатора в котором первичная и вторичная обмотки друг от друга не изолированы, а соеденены электрически напрямую, следовательно в них используется не только электрическая, но и электромагнитная связь. Общая обмотка трансформатора имеет несколько разных выводов (2, 3, 4 и более), при подключении к ним можно получить разные напряжения.

На рисунке показана схема электронного ЛАТРа, с обмотки III сетевого трансформатора Т1 переменное напряжение (0,5…1В) поступает через делитель напряжения (R15 R16 R3) на УНЧ. Данный УНЧ выполнен по схеме упрощенного УМЗЧ, мощности УНЧ достаточно для питания небольшого по мощности устройства подключенного к ЛАТРу, если необходима большая мощность то надо применить долее мощный УМЗЧ и трансформатора Т2. Непосредственно с выхода УНЧ снимается переменное напряжение величина которого от 0 до максимального питающего напряжения.

Обмотка II Т1 должна выдавать напряжение 22…24В. VT1…VT4 должны быть установлены на общем радиаторе. R3 должен быть расположен на лицевой панели корпуса ЛАТРа.

Напряжение питания ОУ должно быть в пределах +/-13…14В. Падение напряжения на R13 R14 должно быть в пределах 0,34…0,4В. На выходе УЧН должна быть синусоида 50Гц (для этого надо подключить нагрузку 16 Ом мощностью не менее 10…15Вт). Т2 пита ТВ3-1-9 от лампового ТВ УЛПЦТИ.

Или любой другой трансформатор с напряжением на первичной обмотке 6В (то есть подавая на его первичную обмотку (на схеме это вторичная) 222В на выходе должно быть 6В, которая является первичной в схеме ЛАТРа, то есть на выходе УНЧ регуляторами настройки R15 R4 и регулятором выходного напряжения R3 мы должны получить максимальное неискаженное синусоидальное напряжение с частотой 50 Гц в пределах 6,2В, при этом напряжение на выходе Т2 должно быть не менее 230В.) Регулятор R3 позволяет получить на выходе Т2 напряжение от 0 до 230 В с частотой 50Гц.

Литература Ж. Радиосхема 2006-5

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.

Схема электронного ЛАТРа позволяет регулировать напряжение от 0 до 220В. Мощность нагрузки может быть в пределах от 25 до 1000Вт, если установить тиристоры Т1 и Т2 на радиаторы, то выходную мощность можно увеличить до 1,5кВт.

Основные элементы схемы это тиристоры, они поочередно пропускают ток то в одном, то в другом направлении. При включении регулятора в сеть в первый момент оба тиристора закрыты, и конденсаторы заражаются через R5.

Напряжение на нагрузке устанавливают с помощью переменного резистора, который совместно с конденсаторами С1 и С2 образуют фазосдвигающую цепочку. Тиристоры управляются импульсами, формируемыми динисторами Т3 и Т4.

В некоторый момент, который определяется сопротивлением включенной в цепь части резистора R5, откроется один из динисторов. Через него потечет ток разряда соединенного с ним конденсатора, поэтому вслед за динистором откроется и соответствующий тиристор. Через тиристор и соответственно через нагрузку потечет ток. В момент смены знака полупериода тиристор закрывается, и начинается новый цикл зарядки конденсаторов, но уже в обратной полярности. Теперь откроется второй динистор и второй тиристор.

В этой схеме используются оба полупериода переменного тока, поэтому к нагрузке подводится полная, а не половинная мощность.

Литература - Бастанов В.Г. 300 практических советов. Москва: Издательство «Московский рабочий», 1982

• Похожие статьи

Войти с помощью:

Случайные статьи

• 20.09.2014

  Номинал пассивных компонентов для поверхностного монтажа маркируется по определенным стандартам и не соответствует напрямую цифрам, нанесенным на корпус. Статья знакомит с этими стандартами и поможет Вам избежать ошибок при замене чип-компонентов. Основой производства современных средств радиоэлектронной и вычислительной техники является технология поверхностного монтажа или SMT-технология (SMT - Surface Mount Technology). …

• 21.09.2014

  На рисунке показана схема простого сенсорного переключателя на ИМС 555. Таймер 555 работает в режиме компаратора. При прикосновении пластин происходит переключение компаратора, который в свою очередь управляет транзистором VT1 с открытым коллектором. К «открытому» коллектору можно подключать внешнюю нагрузку с питанием её от внешнего или внутреннего источника питания, внешнее питание …