Схема электронного латра: Электронный ЛАТР — Меандр — занимательная электроника

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.

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

Рис. 1

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 [1].

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

Рис. 2

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.

• 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%.

Заключение

Автором было изготовлено и успешно исполь­зуется уже три таких устройства.

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.

Автор: Дмитрий Карелов, г. Кривой Рог
Источник: журнал Радиоаматор №11-12, 2015

Электронный ЛАТР. | Вячеслав Калашник

В радиолюбительской практике часто используются лабораторный автотрансформатор (ЛАТР). С его помощью можно было уменьшить так и увеличить выходное напряжение. Это напряжение имело форму чистой синусоиды и поэтому не давало помех по сети. Они выпускаются и сейчас, но цены убивают всякое желание их купить. Выходом является построение электронного ЛАТРА.

В журнале «Радио» №11 1999г., стр.40., на сайте sdelaySam-SvoimiRukami.ru есть подобные устройства, но они имеют один и тот же недостаток – а именно (вершины синусоиды уплощены). Это происходит из-за применения биполярного транзистора, включенного в диагональ выпрямительного моста в силовой цепи ЛАТРА. Из-за нелинейности характеристик транзистора, диодов моста форма напряжения и тока в нагрузке отличаются от синусоиды. Фактически помехи есть, так как синусоида искажена. Избавится от этого недостатка, можно применив два встречно включенных полевых транзистора.

Другим недостатком является необходимость источника питания для цепей управления базовым тока силового транзистора.

Принципиальная схема подобного ЛАТРА представлена на рис.1.

Автотрансформатор TV1 повышает напряжение сети, а регулирующий элемент (два встречно включенных полевых транзистора VT1,VT2) изменяет значение переменного тока, протекающего через секцию (1-2) автотрансформатора [1]. В результате изменяется переменное напряжение, наводимое в секции (3-4). Коммутируемый ток, напряжение и сопротивление ключа в открытом состоянии определяются типом примененного полевого транзистора и могут изменяться в пределах от единиц до тысячи ампер, от десятков до сотен вольт и от тысячных долей до единиц Ом. Устройство работает следующим образом. Учтем, что защитные диоды полевых транзисторов включены катодом к стоку. В исходном состоянии каналы полевых транзисторов закрыты (нет питания). Пусть положительная полуволна сетевого напряжения присутствует на нижнем выводе секции (1-2) автотрансформатораTV1. Ток проходит через резистор R3, стабилитрон VD3, защитный диод полевого транзистора VT2, вывод сети А. На стабилитроне VD3 возникает падение напряжения в 12В, в результате заряжается конденсатор С1 и микросхема VR1 получает питание. При отрицательной полуволне сетевого напряжения на нижнем выводе секции (1-2) автотрансформатора TV1 устройство не получает питания, так как защитный диод полевого транзистора VT2 закрыт. Светодиод VD1 сигнализирует о включении ЛАТРА в сеть. Выходное напряжение с микросхемы VR1 поступает на затворы полевых транзисторов. При изменении выходного напряжения стабилизатора, изменяется уровень управляющего напряжения для полевых транзисторов. Полевые транзисторы с индуцированным затвором при нулевом напряжении между затвором и истоком имеют нулевой ток стока. Появление тока стока в таких транзисторах происходит при напряжении на затворе больше порогового уровня Uпор. Увеличение напряжения на затворе приводит к увеличению тока стока. Обычно пороговое напряжение находится в пределах 4-5В. Но существуют полевые транзисторы, имеющие пороговое напряжение в 2-3В. Фирма IRF добавляет в обозначение таких транзисторов букву L. Выходные характеристики полевых транзисторов, как правило, имеют две области: линейную и насыщения. В линейной области вольтамперные характеристики вплоть до точки перегиба представляют собой прямые линии, наклон которых зависит от напряжения на затворе. В области насыщения вольтамперные характеристики идут практически горизонтально, что позволяет говорить о независимости тока стока от напряжения на стоке. Иногда пороговое напряжение называют напряжением отсечки. Особенности этих характеристик обуславливают области применения этих транзисторов. В линейной области полевой транзистор используется как сопротивление, управляемое напряжением на затворе. Области насыщения и отсечки используют как ключ, управляемый напряжением на затворе. В данном устройстве используется линейная область характеристик.

Схема управления затвором должна обеспечивать значения выходного напряжения от минимально возможного порового напряжения до значений намного превышающих его.

Резистор R2 желательно выбрать с червячным механизмом или многооборотный. Ручка резистора должна быть хорошо заизолирована, так как она находится под напряжением сети.

Если нет необходимости в повышенном напряжении то тогда отпадает необходимость в трансформаторе.

Принципиальная схема такого ЛАТРа представлена на рис.2.

ЛАТРа своими руками и способы сборки

Что собой представляет электронный ЛАТР?

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

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

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

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

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

Существуют разные виды автотрансформаторов:

• Однофазный;
• Трехфазный.

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

Область применения ЛАТРа

• 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

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

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

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

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

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

Латр однофазный схема. Автотрансформатр (латр): устройство, принцип действия и применение. Электронный латр — меандр

Что собой представляет электронный ЛАТР?

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

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

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

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

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

Существуют разные виды автотрансформаторов:

• Однофазный;
• Трехфазный.

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

Область применения ЛАТРа

Автотрансформатор используют в различных сферах деятельности, среди них:

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

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

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

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

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

Основные минусы и плюсы автотрансформатора

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

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

Первый вариант — прибор изменения напряжения

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

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

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

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

Второй вариант — регулятор напряжения с трансформатором

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

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

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

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

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

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

  Триггер — это уст-во с двумя устойчивыми состояниями равновесия, предназначенные для записи и хранения информации. Триггер способен хранить 1 бит данных. Условное обозначение триггера имеет вид прямоугольника, внутри которого пишется буква Т. Слева к изображению прямоугольника подводятся входные сигналы. Обозначения входов сигнала пишутся на дополнительном поле в левой части прямоугольника. …

• 21.09.2014

  Однотактовый выходной каскад лампового усилителя содержит минимум деталей и прост в сборке и регулировке. Пентоды в выходном каскаде могут использоваться только ультралинейном включении, триодном или обычном режимах. При триодном включении экранирующая сетка соединяется с анодом через резистор 100…1000Ом. В ультралинейном включении каскад охвачен ОС по экранирующей сетке, что дает снижение …

Блок питания выдавал нам постоянное напряжение от нуля и до какого-то значения, которое, конечно же, зависит от крутизны блока питания. Согласитесь, очень удобная штука. Но есть один минус – он нам выдает только постоянное напряжение .

Но, раз есть блок питания на постоянное напряжение, то должен быть блок питания и на переменное напряжение . И называется такой блок питания лабораторный автотрансформатор или сокращенно ЛАТР . Что это за вещь и с чем ее едят?

ЛАТР – это тот же трансформатор. Он преобразовывает переменное напряжение одной величины в переменное напряжение другой величины . Но вся фишка в том, что мы можем менять при необходимости напряжение на выходе ЛАТРа.

Виды ЛАТРов

ЛАТРы бывают:

однофазные

и трехфазные

Трехфазный ЛАТР – это три однофазных ЛАТРа, запиханные в один корпус.

Описание ЛАТРа РЕСАНТА

Давайте рассмотрим однофазный ЛАТР латвийского производства РЕСАНТА (читается по-русски) марки TDGC2-0.5 kVA.

Сверху наш ЛАТР выглядит вот так:

Мы видим крутилку, с помощью которой можем выставлять нужное нам напряжение.

На лицевой стороне видим какое-то подобие вольтметра переменного напряжения. На клеммы слева заводим напряжение из розетки 220 Вольт, ну а с клемм справа выводим нужное нам напряжение, покрутив крутилку в нужном направлении;-).

Работа ЛАТРа на практике

Давайте проведем опыты с лампочкой накаливания в 95 Ватт 220 Вольт. Для этого цепляем ее к клеммам справа.

Интересно, при каком напряжении начнет светится спираль лампочки? Давайте узнаем! Крутим крутилку, пока не заметим слабое свечение лампочки.

Смотрим на шкалу крутилки. 35 Вольт!

А вы знаете, что в США в розетке 110 Вольт? Интересно, как бы светилась наша лампочка в США? Выставляем 110 Вольт.

Светится, как говорится, в пол накала.

А вот теперь посмотрите, как она светится при 220 Вольтах

Если хотите выставить напряжение с большой точностью, то конечно же, здесь не обойтись без . Для этого ставим крутилку мультиметра на положение измерения переменного напряжения

Цепляемся и меряем переменное напряжение. Заодно подгоняем с помощью крутилки ЛАТРа нужное напряжение

Техника безопасности при работе с ЛАТРом

Хочется также добавить пару слов о технике безопасности. Есть ЛАТРы без гальванической развязки . Это означает, что фазный провод из сети идет прямо на выход ЛАТРа. Схема ЛАТРа без гальванической развязки выглядит вот так:

В этом случае на выходной клемме ЛАТРа может появиться напряжение сети 220 Вольт с вероятностью 50/50. Все зависит от того, как вы воткнете сетевую вилку ЛАТРа в розетку 220 Вольт.

Если присмотреться к схемотехническому изображению на самой лицевой панели ЛАТРа, то можно увидеть, что клемма “Х” и “х” (те, которые два нижних) связаны между собой простым проводом:

То есть если на клемме “Х” фаза, то и на клемме “х” тоже будет фаза! Вы ведь не будете каждый раз замерять фазу в розетке , чтобы воткнуть правильно вилку? Поэтому БУДЬТЕ крайне ОСТОРОЖНЫ! Старайтесь не задевать голыми руками выходные клеммы ЛАТРа!

В принципе я задевал и ничего со мной такого не произошло. Дело оказалось в том, что у меня деревянный пол, который почти является диэлектриком. Замерял напряжение между мной и фазой – вышло около 40 Вольт. Поэтому я и не чувствовал эти 40 Вольт. Если бы я взялся одной рукой за батарею или встал бы голыми ногами на землю, а другой рукой взялся бы за выход “х” ЛАТРа, то меня тряхануло бы очень сильно, так как через меня прошли бы полноценные 220 Вольт.

Разделительный трансформатор и ЛАТР

Есть также более безопасные виды ЛАТРов. В своем составе они имеют развязывающий трансформатор. Схема такого ЛАТРа выглядит примерно вот так:

Как мы видим, фазный провод изолирован от выходных клемм такого ЛАТРа, благодаря трансформатору, принцип работы которого вы можете прочитать в этой статье. В этом случае нас может тряхануть , если мы на выходе ЛАТРа с помощью крутилки выставим высокое напряжение и возьмемся сразу за два выходных провода ЛАТРа.

Заключение

ЛАТР – прибор очень полезный. Я бы посоветовал начинающему электронщику ЛАТР на 500 ВА. Такие ЛАТРы очень компактные и удобные. Работает ЛАТР по принципу трансформатора. Чем меньше витков во вторичной обмотке, тем меньше напряжение на выходе. Когда мы крутим крутилку, мы добавляем витки, а следовательно и напряжение. Принцип работы трансформатора подробно рассмотрен в этой статейке. Думаю, говорить про применение ЛАТРа нет смысла, так как он используется везде, где надо понизить переменное напряжения или даже чуточку его повысить.

Где купить ЛАТР

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

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

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

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

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

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

Для повышения или понижения уровня напряжения (U) используются трансформаторы, в которых благодаря разному числу витков первичной и вторичной обмоток на выходе можно получить требуемый уровень U. Подобные устройства используются и в лабораторных исследованиях, однако их конструкция имеет свои особенности. При необходимости провести плавную регулировку как однофазного, так и трехфазного напряжения, применяются особые автотранформаторы — ЛАТР, выполняющие функцию блока питания (БП) для различных видов приборов в лаборатории.

Основной особенностью данного устройства является то, что первичная и вторичные обмотки в нем соединены электрическим путем (точнее сказать, контуры обмоток соединены, при этом часть витков относится к первичному, а другая часть – к виткам вторичного типа), что обеспечивает помимо электромагнитной, еще и электрическую взаимосвязь.

Вторичная обмотка на выходе имеет несколько рядов клемм, при этом при подключении к каждой из них можно получить разные уровни U.

Преимущества и недостатки использования ЛАТР

Как уже было сказано выше, подобные виды трансформаторов используются в основном в лабораториях. Основными преимуществами применения данного вида приборов можно считать следующие факторы:

• Высокий КПД, который в ЛАТРах как при однофазном, так и трехфазном токе может достигать значения в 99 %. Такой показатель возможен в том случае, когда различие между U входа и выхода незначительно, при этом выходное напряжение может быть как меньше, так и больше входящего. При этом U выхода всегда имеет синусоидальную характеристику.
• За счет того, что как первичная, так и вторичная обмотки соединены в единый контур, между ними не существует гальванической развязки. При присутствии зануления (в промышленных сетях) это не критично, зато позволяет использовать якорь маленького диаметра (меньший расход материала) и меньшее количество медного провода, необходимого для витков.
• В связи с техническими особенностями, указанными в предыдущем подпункте, автотрансформатор бывает, как правило, небольшого размера и достаточно легок, что в свою очередь, значительно влияет на уменьшение его стоимости.

Виды ЛАТРов и их обозначения

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

• Лабораторный регулируемый автотрансформатр – собственно, ЛАТР .
• Автотрансформатор , применяемый на однофазном переменном токе (однофазные регулятор напряжения) – РНО .
• Применяемый на трехфазном токе (трехфазные регуляторы напряжения) автотрансформатор – РНТ .

Все ЛАТРы применяются для того, чтобы на выходе получить напряжение, отличное от входящего (преобразователь или регулятор напряжения). Зачастую, их применение оправдано для подключения бытовой техники, номинальное напряжение которой по характеристикам, заявленным производителем, отличается от U промышленной сети (230/50 В или 380/50 В).

Все виды трансформаторов представляют собой несколько обмоток, которые связаны индуктивным путем, и могут преобразовывать либо входное напряжение (трансформаторы U), либо входной ток (трансформаторы I). Что касается лабораторных автотранформаторов, в которых имеется также электрическая связь между обмотками, они хотя и активно применяются с середины пятидесятых годов прошлого века, при этом, остаются востребованными и по сегодняшний день.

Модификация подобного прибора значительно изменилась с течением времени. Ранее, в целях осуществления плавной регулировки по U применялся токосъемный контакт, закрепляемый на витках вторичной обмотки, что позволяло быстро изменять параметры напряжения на выходе. Таким образом, в условиях лаборатории всегда существовала возможность изменять работу различных устройств и агрегатов, как то – менять обороты двигателя, усиливать или приглушать яркость освещения или регулировать температуру нагрева паяльника.

В настоящее время ЛАТР имеет достаточно много различных модификаций, самые популярные из них – и . Однако все модели являются преобразователями напряжения по его величине (стабилизаторами U), причем, выходной параметр имеет возможность настройки. Для правильного использования подобных видов устройств необходимо обратиться к инструкции по применению ЛАТРа .

Схема ЛАТР

Как уже было сказано выше, все ЛАТРы относятся к автотранформаторам и обладают незначительной мощностью. При этом, им не требуется регистрация как средства измерения в Госреестре СИ и, соответственно, их не требуется поверять (по метрологическому освидетельствованию).

ЛАТР используется как на однофазной (230/50В), так и на трехфазной (380/50В) сети переменного тока и состоит из следующих составляющих:

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

При этом ее определенное количество витков зачастую выступает также и в роли вторичной обмотки и может регулироваться в зависимости от требуемого U выхода. Для того, чтобы уменьшить или увеличить число витков вторичной обмотки, в ЛАТРе предусмотрено ручное управление (ручка), поворот которой вызывает скольжение и перемещение угольной щетки от одного витка к другому. Таким образом, изменяется коэффициент трансформации, что и обуславливает различное выходное U.

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.

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.

Виды применяемых лабораторных автотрансформаторов

Все ЛАТРы, используемые в настоящее время, рассчитаны на питание от сети АС определенных напряжений.

Модели, предназначенные для работы на однофазном токе 230/50В. Имеют один тороидальный сердечник, на котором расположена обмотка. Их схема очень проста.

Устройства, работающие от трехфазной сети АС 380/50В. Они оснащены тремя магнитопроводами, каждый из которых имеет свою обмотку. Здесь схема выглядит несколько иначе.

Все виды подобных трансформаторов могут выдавать как пониженное, так и повышенное напряжение на выходе, а именно:

• РНО – 0-250В.
• РНТ – 0-450В.

Основные сферы применения ЛАТР

Все подобные виды автотранформаторов имеют достаточно узкое применение за счет своих конструктивных особенностей, а именно:

• В лабораториях различных НИИ и предприятий для проведения тестовых работ применительно к оборудованию, работающему на АС, а также в качестве стабилизатора U для понижения сетевого напряжения (на входе).
• Для наладки, отладки промышленных приборов, радиоэлектронной и высокочувствительной техники и большинства устройств, для работы которых требуется пониженный уровень U.
• В качестве зарядного устройства для АКБ.
• В ЖКХ.
• В образовательных учреждениях для проведения лабораторных работ.

Однако, если в электросети постоянно имеется нестабильный уровень U, применение ЛАТРа не будет себя оправдывать, так как в подобных случаях требуется установка стабилизатора.

Как изготовить ЛАТР своими руками

Подобный тип автотрансформатора вполне возможно изготовить собственными силами, при этом, предпочтительно начинать с простой модели, предназначенной для однофазного тока с U сети 230/50В.

Для понимания того, что такое трансформатор ЛАТР и как он будет работать, достаточно взглянуть на простейшую схему.

Можно, конечно, собрать и электронный ЛАТР своими руками . Но для начала следует приступать к сборке с элементарных схем.

Следует заранее оговориться, что подобный типы ЛАТРов предназначаются для изменения напряжения в небольших диапазонах. Иначе целесообразно использовать обычные, классические схемы трансформаторов с первичной и вторичной обмотками. При применении ЛАТРа на большой разнице входного и выходного U возможно возникновение следующих проблем:

• Велика вероятность возникновения I, близкого к току КЗ.
• В связи с использованием большего количества материала (сердечника, медной проволоки), вес и габариты полученного трансформатора будут достаточно велики, что также и увеличит его стоимость.
• Низкий КПД.

Для сборки ЛАТРа необходимо подготовить следующие материалы:

• Сердечник (стержневой или тороидальной формы), продаются в специализированных магазинах. Возможно также найти подобный якорь в старой, сломанной технике.
• Медная проволока (для обмотки).
• Изолента (тряпичная).
• Термостойкий лак.
• Корпус, на который необходимо установить входные и выходные клеммы.

Если необходимо собрать автотрансформатор с возможностью изменения выходного U, также потребуются:

• Вольтметр (можно применить как аналоговый, так и цифровой вариант).
• Ручка и ползунок, имеющий угольную щетку (необходимы для регулировки U).

Для того, чтобы правильно подобрать количество витков медной проволоки, необходимо произвести расчет провода. С этой целью необходимо определиться, в каких диапазонах требуется получить напряжение на выходе. В качестве стандартных значений используется 127/50, 180/50 и 250/50, при этом U входа = 230/50В. Также требуется ограничить и задать мощность прибора Р.

Расчет витков обмотки

Для того, чтобы подобрать требуемый провод, необходимо определить максимальный ток, который возможен через обмотку. Максимальный I можно получить при работе автотрансформатора в качестве понижающего с 230В (U1) на 127В (U2). Таким образом, I считается следующим образом:
I = I2 – I1 = P / U2 – P / U1, где:

• I, I2, I3 – тoк на участках, A.
• Р – мощность, Вт.
• U1, U2 – напряжение на входе и выходе, В.

Для того, чтобы подобрать провод требуемого диаметра, необходимо произвести следующий расчет:

Исходя из таблицы по выбору марки провода и его сечения, согласно ПУЭ подбирается требуемый провод.

Pp = P * k * (1 – 1/n)

В последней формуле k – коэффициент, зависящий от КПД ЛАТРа.

Теперь требуется определить количество витков обмотки, необходимое для U в 1 В. Для этой цели определяется площадь поперечного сечения магнитопровода S:

В данной формуле:

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

В зависимости от вида материала, используемого в качестве сердечника, многие предпочитают увеличивать количество витков на 1В на 30%, а общее количество – на 10% во избежание потерь по U.

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

Чтобы рассчитать требуемую длину провода, необходимо намотать один виток на сердечник, а затем замерить его длину. Умножая полученную величину на рассчитанное выше количество витков, в результате можно получить необходимую длину проволоки. Для того, чтобы проволоки хватило на присоединение к разъемам, с каждой стороны требуется добавить по 30 см.

Сборка ЛАТРа

Для того, чтобы собрать ЛАТР с возможностью регулировки U на выходе, необходимо использовать сердечник тороидального профиля.

Поверхность сердечника, которая будет соприкасаться с медной обмоткой, обматывается тряпичной изолентой. Один конец подготовленной медной проволоки оставляется для крепления разъема. После этого на сам магнитопровод необходимо намотать то количество витков, которое получилось из расчета, представленного выше.

С учетом того, что собираемый ЛАТР предназначен для нескольких уровней напряжения, при достижении первого значения из провода делается петля, после чего намотка витков продолжается до тех пор, пока весь провод не будет использован.

После того, как вся проволока намотана на сердечник, она покрывается термостойким лаком. При этом, самым оптимальным вариантом лакировки будет являться опускание магнитопровода с намотанной медной проволокой непосредственно в емкость, заполненную лаком, после чего его требуется оставить в ней на некоторое время. По истечении необходимого для выбранного лака времени сердечник с обмоткой вынимается из лака и просушивается, после чего помещается в подготовленный корпус.

Один конец намотанного провода подсоединяется к клемме, на которую будет подаваться питание от сети. Не стоит забывать, что она в обязательном порядке должна быть соединена с общим разъемом нагрузки, для этого достаточно соединить их изнутри короба обычным проводом.

Петля обмотки, которая соответствует U=230В, соединяется со второй входной клеммой (идет на БП). Все оставшиеся петли, соответствующие различным напряжениям, подключаются к соответствующим разъемам в зависимости от схемы подключения .

Если собирается ЛАТР, предназначенный для плавного регулирования выходного U, на корпусе делается крепление, в которое вставляется регулирующая ручка с подсоединенной к ней угольной щеткой, при этом она должна прикасаться к верхним виткам обмотки.

Там, где будет двигаться ползунок со щеткой, необходимо счистить лак (можно разметить данный участок на глаз), что обеспечит электрический контакт. В данном случае на выходе будет всего одна клемма, которую необходимо подсоединить к щетке, а также установить вольтметр.

После окончательной сборки получается готовый ЛАТР, собранный своими руками .

Проверка работоспособности собранного автотрансформатора

После сборки, данный автотранформатор необходимо протестировать на работоспособность, для чего требуется придерживаться следующей последовательности действий:

1. На входные клеммы подается напряжение 230/50 В.
2. После подачи U необходимо выждать некоторое время и убедиться в отсутствии постороннего шума, вибрации, запаха или появления дыма.
3. Поворачивая ручку регулятора, сверить необходимое значение выходных U с заданными.
4. После непродолжительного времени работы отключить трансформатор, открыть корпус и проверить обмотку на возможный перегрев.

Если все вышеуказанные пункты соблюдены и не замечено никаких отклонений в нормальной работе прибора, данный ЛАТР может использоваться по своему назначению. Таким образом, подобные лабораторные автотрансформаторы возможно применять не только в условиях учреждения, но и в быту, обеспечивая требуемое напряжения для работы разнообразных приборов.

Электронный латр своими руками схема, что такое латер?

ПРОЕКТ №25: транзисторный «ЛАТР»
Историческая справка.
ЛАТР – лабораторный автотрансформатор регулируемый. Это такое устройство на основе трансформатора с одной обмоткой, которое позволяет получать на выходе регулируемое напряжение. Помню, в детстве у нас был телевизор «Старт-3», который подключался к сети через специальный автотрансформатор:

Напряжение в сети вечерами падало, потому что увеличивалась нагрузка. А электричество вырабатывал местный генератор. Вот и приходилось с помощью автотрансформатора повышать напряжение до нормы. Позже появился феррорезонансный стабилизатор. ЛАТР – устройство довольно громоздкое и тяжёлое. НО, если на входе ЛАТРа синусоидальное напряжение, то и на выходе точно такой же формы – вот что важно! Регулировка напряжения осуществляется за счёт скольжения подвижного контакта по оголённым частям витков обмотки автотрансформатора, в результате чего возникает искрение и, соответственно, помехи.
Подробнее о ЛАТРе см., например, на сайте http://www.avellinfo.ru/elektronika/avtotrans.html
Моя цель – не повествование о ЛАТРе. Я хочу поведать об ином… ЛАТРе! Тема не новая, тем не менее, попытаюсь внести в неё нечто для разнообразия.
1. После распайки платы CRT-монитора на радиаторе остались элементы:

С5129 – мощный биполярный низкочастотный N-P-N транзистор:
макс. напр. к-б при заданном обратном токе к и разомкнутой цепи э. (Uкбо макс) 1500 В;
макс. напр. к-э при заданном токе к и разомкнутой цепи б. (Uкэо макс) 800 В;
максимально допустимый ток к ( Iк макс.) 10 А;
статический коэффициент передачи тока h31э (мин) 30;
граничная частота коэффициента передачи тока fгр. 1,7МГц;
максимальная рассеиваемая мощность 50Вт.

5TUZ47 –демпфирующий HOTдиод:

D1417 – это Silicon NPN Darlington (составной) Transistor:
Ucb: 60V
Ic: 7A
β (Ic/Ib): 6000 ?!
N: 30W

Я не стал долго и досконально докапываться до всех параметров, их можно посмотреть в Datasheet’ах.
Возникла идея дурацкая (а, может быть, и не совсем?) собрать на транзисторе С5129 регулятор переменного напряжения (аналог ЛАТРа) ~0…220В.
2. Я вспомнил, что когда-то давно мне встретилась схема регулятора напряжения:

в журнале «Юный техник», №9, 1988г, стр.78, В. Янцев, «Сколько нужно ватт?»
Поp;t в журнале «Моделист-Конструктор», №4, 1990 г, стр.21, В.Янцев, «Электричество по дозе» предложил более совершенную схему:
Надо полагать, регулятор оказался настолько хорош, что в «РАДИО», №9, 1991г, стр. 32, В. Янцев опубликовал продолжение «Комбинированный блок питания», совместив вышеупомянутый регулятор с обычным компенсационным стабилизатором:

Позднее в журнале «РАДИО», №11, 1999г, стр. 40 появился материал А. Чекарова, «Безпомеховый регулятор напряжения»

REM: Как говорится, найди пару отличий от схемы Янцева! По правде говоря, меня несколько удивил тот факт, что редакция cnjkm авторитетного издания пропустила явный плагиат.

3. В настоящее время в Сети имеется масса «вариаций» на тему последней схемы В. Янцева:

И что же мы видим? Вот типические примеры:
на сайте http://www.cxema73.narod.ru/ представлен «комбинированный блок питания», который автор выдаёт за собственное творение, не ссылаясь ни на что и ни на кого:

на сайте http://radiolub.ru/category/bloki-pitanija/ представлен «регулируемый стабилизатор переменного напряжения». Хотя о стабилизации напряжения «автор» имеет такое же cvenyjt представление, как «слушательница курсов имени Леонардо да Винчи о сельском хозяйстве» (Ильф и Петров, «12 стульев»). И, что характерно, «автор» также выдаёт схему за собственное творение, не ссылаясь ни на что и ни на кого:
Вот такие дела. Предполагается, что достаточно немного изменить расположение деталей, подкрасить их и ты, якобы, ТВОРЕЦ!
«Грустно, девушки!», как говорил великий комбинатор.
4. Хочу заметить, что все регуляторы, выполненные по данной схеме, собраны на отечественной элементной базе. Есть попытки применить буржуйские диоды, но не более того.
Смотрим параметры транзистора КТ840Б:
максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-база 350 В;
максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-эмиттер 350 В;
максимально допустимый постоянный(импульсный) ток коллектора 6 (8) А;
максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора с теплоотводом 60 Вт;
статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером =>10;
обратный ток коллектора <=3 мА;
граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером =>8 МГц;
коэффициент шума биполярного транзистора <3 дБ.
И сравниваем их с параметрами транзистора С5129. По основным – вполне соответствует. Полагаю, граничная частота, в данном случае, параметр не столь важный.
Так что, значит, можно?
5. Подтверждением (или опровержением) любых предположений (или гипотез) такого рода является ЭКСПЕРИМЕНТ, а не многословная болтовня на форумах. Итак, приступим.
5.1. Проверка транзистора С5129 мультиметром:

Запись, например, «B+ —> C-» означает: к БАЗЕ ПЛЮС мультиметра, к КОЛЛЕКТОРУ МИНУС мультиметра.
Транзистор стопудово исправен.
5.2. Теперь, по прошествии некоторого времени, я могусовершенно чётко заявить: чёрт меня дёрнул попытаться проверить вариант из журнала «Юный техник», №9, 1988г! Накатили ностальгические чувства… Наверное потому, что я раньше не собрал это устройство. Теперьэто история, и она требует того, чтобы данный факт зафиксировать в сетевых скрижалях (как в дебильной рекламе: «Запостил – было, а не запостил – и не было!»).
Регулятор на транзисторе КТ812Б собран и включен. При замкнутом SA2 и R1=10 кОм (другого номинала не нашлось) напряжение на нагрузке никак не менялось.
Заменил R1 на два последовательно включенных подстроечных 220 Ом и 330 Ом – снова никакого результата, хотя напряжение на вторичной обмотке Т1 более ~12В,
Напряжение на базе почти не менялось. Всё это делалось, повторяю, с VT1 отечественным КТ812Б. Я заменил его на буржуйский С5129.
Результат тот же – ничего! На базе напряжение меняется от 0,05 до 0,61 В. На выходе – никак. Я плюнул на это дело и…

5.3. Приступил к тому, что хотел, собственно, сделать с самого начала: регулятор из журнала «РАДИО», №11, 1999г.
Вот детали для регулятора; далее – они распаяны в 3D:
Первое включение разочаровало – напряжение на нагрузке нулевое. Но я ведь поставил движок переменникана половину! Стоило его немного повернуть (вниз по схеме), и регулятор заработал! В смысле: он заработал сразу после включения, посто ток базы был слишком мал.
Напряжение регулируется от 0 до 240В, правда, при R1=10 кОм его изменение происходит где-то на ¼ R, т.е. на 2,2 – 2,5 кОм.
К сожалению, поиски R1 нужного номинала пока не увенчались успехом. Один «умник» мне заявил, что такое барахло он выкинул лет 10 назад, ведь «теперь всё на процессорАХ» (ударение его). Интересно посмотреть, какой дурак возьмётся городить подобное устройство на процессоре, пусть и «микро»? Пришлось напомнить ему, что и «на херАХ» пока ещё делается тоже немало. Если он упустил данный факт из виду, то это его проблема.
Итак, эксперимент показал, что транзистор С5129 можно использовать в качестве регулирующего элемента в транзисторном ЛАТРе. Нагрев вполне терпимый, палец не обжигает (ощущение субъективное). Следует иметь в виду, что чем больше радиатор транзистора, тем лучше. Но без фанатизма. Кулер тоже будет не лишним, но требует отдельного питания, а если без оного, то… у меня, например, не нашлось небольшого малошумящего вентилятора на сетевое напряжение.
Понятно, что и другие аналогичные транзисторы также подойдут для такого «ЛАТРа».
Схема:

Детали:
VD1: мост B250C5000/3300 на 3,3/5А 600В
VD2: мост D2SBA60 на 1,5А 800В
Т1: небольшой силовой трансформатор от какого импортного устройства; на вторичной обмотке около 12В
VT1: транзистор C5129
VD3: диод1N4007 на 1А 700В
R1: переменный проволочный ППБ-25Г13 на 10 кОм
R2: я вообще решил не ставить, т.к. сопротивление R1 и так довольно велико, и ток базы уменьшать нет смысла
С1: электролитический 470 мк х 25 В
Как видно, только R1 – отечественный, всё остальное – буржуинское. Таким образом, я тоже внёс свою лепту в развитие данной конструкции:

7. Создание законченной конструкции.
Как я упоминал, у меня накопилась масса РАДИОхабара, из которого я время от времени извлекаю нечто подходящее для той или иной конструкции. К сожалению, свободного времени я имею, наоборот, слишком мало для изготовления сложных конструкций, поэтому некоторое количество проектов находится в «замороженном» состоянии. Вот и занимаюсь иногда «для души» мелочёвкой. Но это всё лирика. «Ближе к телу, как говорил Мопасан» устами великого комбинатора.
Очень кстати нашёлся корпус от древнего фильмоскопа. Были такие аппараты для демонстрации диафильмов. В этот корпус, как по заказу, вписываются вольтметр и радиатор мощного транзистора.

Вот так ЛАТР будет смотреться в перспективе:

Ставлю транзистор C5129 на радиатор, заполировав место касания и смазав термопастой:

Думаю, что делать плату для нескольких деталей смысла не имеет. Тем более, что есть идея по установке и креплению вольтметра. Там будет достаточно просторная площадка, где я и размещу все детали. Примерно так:

Соединение:

Подключение и проверка:

В корпусе сделаны нужные отверстия:

Выходные клеммы должны быть рассчитаны на подключение сетевой вилки, однополюсных вилок и просто поводов:

Выключатель, предохранитель, выходные клеммы и регулятор напряжения закреплены:

Вставляю основной блок:

Всё припаяно:

Проверка:

«ЛАТР» собран:

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.

Электронный ЛАТР

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.

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.

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.

Вместо ЛАТРа

  Предлагаю схему регулируемого источника переменного напряжения. Указанный регулятор можно использовать вместо лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа) для регулирования освещения лампами накаливания, температуры жала паяльника, скорости вращения электродвигателя и т.д. Особенностью данной схемы является использование в качестве регулирующего элемента мощного биполярного транзистора VT1, который выполняет функцию переменного резистора, включенного последовательно с нагрузкой. Предлагаемый регулятор дает возможность регулировать напряжение как при активной, так и при реактивной нагрузке. К недостаткам регулятора можно отнести выделение большого количества тепла регулирующим транзистором и проблему его отвода. Преимущества такого технического решения перед регуляторами на тиристорах или на ЛАТРе следующие:
— отсутствие помех в электросеть от его работы;
— получение на выходе синусоидального напряжения;
— малые габариты и небольшой вес;
— простота схемного решения и не дефицитность деталей.

  Диодный мост VD2…VD5 обеспечивает протекание прямого тока через транзистор VT1 при любом полупериоде переменного напряжения сети. Трансформатор Т1 — мощностью 12…15 Вт со вторичным напряжением 6…10 В. Это напряжение выпрямляется диодным мостом VD6 и сглаживается конденсатором С1. Изменяя сопротивление переменного резистора R2, мы тем самым регулируем базовый ток транзистора VT1, а следовательно — и его сопротивление в цепи переменного тока.

  Сопротивление R1, включенное в базу транзистора VT1 — токоограничивающее. Диод VD1 — защитный. Он предотвращает попадание на базу транзистора VT1 напряжения отрицательной полярности. Напряжение на выходе регулятора контролируют вольтметром PV1. Как видно из схемы, ток нагрузки (потребителя) зависит от величины управляющего напряжения на базе транзистора. Изменяя это напряжение, мы тем самым управляем током его коллектора, а следовательно — и величиной тока нагрузки. В крайнем нижнем (по схеме) положении движка резистора R2 транзистор VT1 будет полностью открыт, и напряжение на нагрузке — максимальное. В крайнем верхнем положении движка транзистор закрыт, ток через нагрузку — минимальный, и напряжение на выходе регулятора равно нулю.

  Конструкция регулятора и его детали. Монтаж — навесной. Диоды — большой мощности (Д245, Д246, Д247, Д248, Д223 и т.д.), и поэтому при данном токе не требуют теплоотводов. Транзистор VT1 установлен на радиатор площадью не менее 250 см2. Выпрямительные диоды (блоки) VD6 — КЦ 405 с любой буквой. Переменное сопротивление R2 — обязательно проволочное ППБ15, ППБЗ мощность не менее 2,5 Вт. Вольтметр переменного тока — на напряжение 250…300 В. Если возникнет необходимость увеличения мощности нагрузки, то потребуется замена регулирующего транзистора VT1 и диодов VD2…VD5 на более мощные. В крайнем случае, можно включать несколько транзисторов в параллель, стараясь подбирать их с одинаковыми коэффициентами усиления h31э. Транзистор КТ856 позволяет подключать нагрузку 150 Вт, КТ834 — 200 Вт, КТ847 — 250 Вт.Соответственно необходимо увеличивать площадь радиаторов или устанавливать небольшой вентилятор для обдува. Диод VD1 тоже необходимо заменить на более мощный с номинальным током 1 А.

  Внимание! Данный источник гальванически связан с электросетью 220 В. Корпус источника желательно сделать из диэлектрика, а на ось резистора R2 одеть хорошо изолированную ручку. Необходимо соблюдать меры безопасности при его наладке — все изменения в конструкцию вносить только в отключенном от сети состоянии. Подробнее…

  Литература
1. Горшков Б.И. Элементы радиоэлектронных устройств: Справочник. — М.: Радио и связь, 1988.
2. Боровской В.П. Справочник по схемотехнике для радиолюбителя. — Технiка, 1987.

В. БАШКАТОВ
Донецкая обл.
г. Горловка-46
Радиолюбитель №2, 1998
Источник: shems.h2.ru

Схемы электронного латра схема

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.

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.

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.

Процесс сборки

Для сборки регулируемого ЛАТРа выбираем тороидальный магнитопровод (рис. 2). Место наложения обмотки изолируем тряпичной изолентой. Выводим провод для первой клеммы питания. Все последующие провода выводим не разрывая. Закрепляем первый виток на магнитопроводе и начинаем накручивать рассчитанное количество. При достижении витка соответствующего одному из выбранных напряжений, выводим петлю, и продолжаем наматывать провод. На рисунке 3 изображен процесс намотки на деревянном каркасе.

После наложения обмотки лакируем ЛАТР. Наполняем емкость выбранным лаком, и окунаем в него автотрансформатор. Оставляем на длительную просушку.

После просушки помещаем автотрансформатор в корпус. Первый выведенный провод присоединяем к разъему питания. Этот разъем должен быть электрически связан с общей клеммой нагрузки, поэтому соединяем их между собой каким-нибудь проводником. Петлю выведенную для 220 В, соединяем со второй клеммой питания. Остальные провода подключаем к соответствующим клеммам вторичной цепи. На “схеме” 2 изображены выводы проводов.

Для лабораторного автотрансформатора с переменным коэффициентом трансформации добавляем корпус, и делаем крепление для ручки регулятора. К ручке прикрепляем ползунок с угольной щеткой. Щетка должна плотно касаться верхней части обмотки. Помечаем область по которой будет передвигаться щетка, и в этом месте избавляемся от изоляции. Так щетка будет иметь прямой электрический контакт с вторичной обмоткой. Клеммы вторичных напряжений, кроме общей, заменяем одной, соединенной с угольной щеткой (схема 3). При подсоединяем закрепляем вольтметр.

Если следовать написанной статье, то ЛАТР можно с легкостью сделать своими руками.

Проверка

Что бы убедиться в бесперебойной и надежной работе устройства, выполняем следующие пункты:

1. Подключаем автотрансформатор к сети 220 В;
2. Проверяем на отсутствие задымления, запаха гари, сильных шумов;
3. Вольтметром проверяем соответствие выходных значений;
4. Через 10 — 20 минут работы отключаем ЛАТР. Проверяем не перегрелась ли обмотка.
5. Снова включаем ЛАТР в сеть и подключаем нагрузку на длительное время.

При отсутствии проблем автотрансформатор готов к работе.

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.

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.

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.

Процесс сборки

Для сборки регулируемого ЛАТРа выбираем тороидальный магнитопровод (рис. 2). Место наложения обмотки изолируем тряпичной изолентой. Выводим провод для первой клеммы питания. Все последующие провода выводим не разрывая. Закрепляем первый виток на магнитопроводе и начинаем накручивать рассчитанное количество. При достижении витка соответствующего одному из выбранных напряжений, выводим петлю, и продолжаем наматывать провод. На рисунке 3 изображен процесс намотки на деревянном каркасе.

После наложения обмотки лакируем ЛАТР. Наполняем емкость выбранным лаком, и окунаем в него автотрансформатор. Оставляем на длительную просушку.

После просушки помещаем автотрансформатор в корпус. Первый выведенный провод присоединяем к разъему питания. Этот разъем должен быть электрически связан с общей клеммой нагрузки, поэтому соединяем их между собой каким-нибудь проводником. Петлю выведенную для 220 В, соединяем со второй клеммой питания. Остальные провода подключаем к соответствующим клеммам вторичной цепи. На “схеме” 2 изображены выводы проводов.

Для лабораторного автотрансформатора с переменным коэффициентом трансформации добавляем корпус, и делаем крепление для ручки регулятора. К ручке прикрепляем ползунок с угольной щеткой. Щетка должна плотно касаться верхней части обмотки. Помечаем область по которой будет передвигаться щетка, и в этом месте избавляемся от изоляции. Так щетка будет иметь прямой электрический контакт с вторичной обмоткой. Клеммы вторичных напряжений, кроме общей, заменяем одной, соединенной с угольной щеткой (схема 3). При подсоединяем закрепляем вольтметр.

Если следовать написанной статье, то ЛАТР можно с легкостью сделать своими руками.

Проверка

Что бы убедиться в бесперебойной и надежной работе устройства, выполняем следующие пункты:

1. Подключаем автотрансформатор к сети 220 В;
2. Проверяем на отсутствие задымления, запаха гари, сильных шумов;
3. Вольтметром проверяем соответствие выходных значений;
4. Через 10 — 20 минут работы отключаем ЛАТР. Проверяем не перегрелась ли обмотка.
5. Снова включаем ЛАТР в сеть и подключаем нагрузку на длительное время.

При отсутствии проблем автотрансформатор готов к работе.

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.

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.

Регулятор напряжения: вариант с трансформатором

Лабораторный автотрансформатор, который не станет причиной помех в сети и способный на выходе давать синусоидальное напряжение, устроен немного сложнее предыдущего.

Его схема (рис. 2) содержит биполярный транзистор VТ1. Он выступает в роли регулирующего элемента в таком устройстве. Мощность этого транзистора определяется в зависимости от необходимой нагрузки. В схеме он включен последовательно с нагрузкой и функционирует как реостат. Такой вариант предоставляет способность производить регулировку рабочего напряжения как во время активных, так и реактивных нагрузок.

К сожалению, и тут имеется свой недостаток. Он заключается в том, что задействованный регулирующий транзистор выделяет слишком большое количество тепла. Чтобы устранить его, понадобится теплоотводящий радиатор, который будет обладать достаточной мощностью. В данном случае площадь такого радиатора должна составлять как минимум 250 см².

В такой модели используется трансформатор Т1, который должен обладать мощностью от 12 и до 15 Вт и вторичным напряжением от 6 до 10 В. Выпрямление тока происходит с помощью диодного моста VD6. Выпрямленный ток к транзистору VТ1 в любом варианте полупериода проходит через мост диодов VD2 и VD5. Чтобы произвести регулировку базового тока транзистора VТ1, необходимо прибегнуть к помощи переменного резистора R1. Таким образом происходит изменение параметров тока нагрузки.

С помощью вольтметра РV1 осуществляется контроль величины напряжения на выходе из устройства. Вольтметр берется с расчетом на напряжение от 250 до 300 В. Если есть необходимость повышения мощности нагрузки, следует произвести замену транзистора VD1 и диодов VD2-VD5 более мощными. За этим, разумеется, последует увеличение площади радиатора.

Как можно заметить, самостоятельная сборка ЛАТРа возможна, необходимо лишь обладать знаниями в этой области и обзавестись нужными материалами.

лат. Автотрансформатор (латр): устройство, принцип действия и применение. Электронный латр — меандр

Чтобы изготовить лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) своими руками, многие вытесняют на рынке электроэнергии избыток некачественных регуляторов. Можно использовать копию промышленного образца, однако такие образцы слишком большие и дорогие. Именно из-за этого их использование в домашних условиях затруднено.

Что такое электронный LATR?

нужны для плавного изменения напряжения тока частотой 50-60 Гц при различных электромонтажных работах.Также их часто используют, когда необходимо уменьшить или увеличить переменное напряжение для бытового или строительного электрооборудования.

Трансформаторы — это электрооборудование, которое имеет несколько индуктивно соединенных обмоток. Он используется для преобразования электрической энергии по уровню напряжения или тока.

Кстати, электронные ЛАТР начали широко использовать 50 лет назад. Раньше устройство оснащалось контактом токоприемника. Он располагался на вторичной обмотке.Вот и получилось плавно регулировать выходное напряжение.

При подключении различных лабораторных приборов была возможность онлайн изменения напряжения. Скажем, при желании можно было изменить степень нагрева паяльника, отрегулировать скорость электродвигателя, яркость освещения и многое другое.

В настоящее время LATR имеет различные модификации. В общем, это трансформатор, который преобразует переменное напряжение одной величины в другую. Подобное устройство служит стабилизатором напряжения.Основное его отличие — возможность регулировки напряжения на выходе оборудования.

Автотрансформаторы бывают разных типов:

• Однофазные;
• Трехфазный.

Последний тип — три однофазных ЛАТР, установленных в единой конструкции. Однако мало кто хочет стать его обладателем. Как трехфазные, так и однофазные автотрансформаторы оснащены вольтметром и шкалой настройки .

Область применения LATR

Автотрансформатор используется в различных сферах деятельности, среди них:

• Металлургическое производство;
• Коммунальные услуги;
• Химическая и нефтяная промышленность;
• Технологическое оборудование.

Кроме того, он нужен для следующих работ: изготовление бытовой техники, исследование электрооборудования в лабораториях, наладка и испытание оборудования, создание телевизионных приемников.

Кроме того, ЛАТР часто используется в учебных заведениях для проведения опытов на уроках химии и физики. Его можно встретить даже в устройствах некоторых стабилизаторов напряжения. Также используется как дополнительное оборудование для самописцев и станков.Практически во всех лабораторных исследованиях именно ЛАТР используется в виде трансформатора, поскольку он имеет простую конструкцию и несложен в эксплуатации.

Автотрансформатор, в отличие от стабилизатора, который используется только в нестабильных сетях и генерирует на выходе напряжение 220В с другой погрешностью 2-5%, выдает точно заданное напряжение.

По климатическим параметрам использование этих устройств разрешено на высоте 2000 метров, но ток нагрузки необходимо снизить на 2.5% при подъеме на каждые 500 м.

Основные недостатки и преимущества автотрансформатора

Основным преимуществом LATR на является более высокий КПД , потому что преобразуется только часть мощности. Это особенно важно, если входное и выходное напряжения немного отличаются.

Их минус в том, что между обмотками нет электроизоляции. Хоть нейтральный провод в промышленных сетях и заземлен, поэтому особой роли этот фактор не играет, к тому же для обмоток используется меньше меди и стали для жил, как следствие, меньший вес и габариты.В результате можно очень много сэкономить.

Первый вариант — устройство изменения напряжения

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

Для увеличения мощности регулятора до 1,5 кВт необходимо поставить тиристоры VD 1 и 2 на радиаторы. Они подключены параллельно нагрузке R 1.Эти тиристоры пропускают ток в противоположных направлениях. При включении устройства они замыкаются, а конденсаторы С 1 и 2 начинают заряжаться от резистора R 5. Также они изменяют значение напряжения во время нагрузки, если это необходимо. Кроме того, этот переменный резистор вместе с конденсаторами образует фазосдвигающую цепь.

Это техническое решение позволяет использовать сразу два полупериода переменного тока. В результате для нагрузки используется полная мощность, а не половина.

Единственный недостаток схемы — форма переменного напряжения при нагрузке не синусоидальная из-за специфики работы тиристора. Все это приводит к помехам в сети. Чтобы устранить неисправность в схеме, достаточно включить фильтры последовательно с нагрузкой. Их можно вытащить из сломанного телевизора.

Второй вариант — регулятор напряжения с трансформатором

Сложнее собрать устройство, которое не вызывает помех в сети и дает синусоидальное напряжение, сложнее собрать.ЛАТР, в схеме которого биополярных ВТ 1 , в принципе тоже успеют сделать своими руками. Более того, транзистор служит в устройстве регулирующим элементом. Мощность в нем зависит от нагрузки. Работает как реостат. Эта модель позволяет изменять рабочее напряжение не только при реактивных нагрузках, но и активных.

Однако представленная схема автотрансформатора тоже не идеальна. Его минус в том, что исправный управляющий транзистор выделяет много тепла. Для устранения недостатка понадобится мощный радиатор площадью не менее 250 см².

В этом случае используется трансформатор Т 1. Он должен иметь вторичное напряжение около 6-10 В, а мощность составляет примерно 12-15 Вт . Диодный мост VD 6 выпрямляет ток, который затем проходит к транзистору VT 1 в любом полупериоде через VD 5 и VD 2. Базовый ток транзистора регулируется переменным резистором R 1, тем самым изменяя характеристики транзистора. ток нагрузки.

Вольтметр ПВ 1 контролирует величину напряжения на выходе автотрансформатора.Применяется при расчете напряжения 250-300 В. Если есть необходимость увеличения нагрузки, то стоит заменить диоды VD 5-VD 2 и транзистор VD 1 на более мощные. Естественно, что за этим последует расширение площади радиатора.

Как видите, чтобы собрать ЛАТР своими руками, возможно, потребуется лишь немного знаний в этой области и приобрести все необходимые материалы.

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

Основными элементами схемы являются тиристоры, они попеременно пропускают ток в ту или иную сторону. При первом подключении регулятора к сети оба тиристора закрываются, а конденсаторы заражаются через R5.

Напряжение на нагрузке устанавливается с помощью переменного резистора, который вместе с конденсаторами С1 и С2 образуют фазосдвигающую цепочку.Тиристоры управляются импульсами, генерируемыми динисторами Т3 и Т4.

В какой-то момент, который определяется сопротивлением включенной в цепь части резистора R5, один из динисторов разомкнется. Через него будет протекать разрядный ток подключенного к нему конденсатора, поэтому соответствующий тиристор откроется вслед за динистором. Через тиристор будет течь ток и, соответственно, через нагрузку. В момент смены знака полупериода тиристор замыкается, и начинается новый цикл зарядки конденсаторов, но уже в обратной полярности.Теперь откроются второй динистор и второй тиристор.

В этой схеме используются оба полупериода переменного тока, поэтому на нагрузку подается полная, а не половинная мощность.

Литература — Бастанов В.Г. 300 практических советов. Москва: Московский Рабочий, 1982,

Войти с помощью:

Случайные статьи

• 20.09.2014

  Триггер — это устройство с двумя стабильными состояниями равновесия, предназначенное для записи и хранения информации.Триггер может хранить 1 бит данных. Символ триггера представляет собой прямоугольник, внутри которого написана буква T. Слева от прямоугольника вводятся входные сигналы. Обозначения сигнальных входов пишутся в дополнительном поле в левой части прямоугольника. …

• 21.09.2014

  Одноцикловый выходной каскад лампового усилителя состоит из минимум деталей, его легко собрать и отрегулировать. Пентоды в выходном каскаде можно использовать только с ультралинейным переключением, триодом или нормальным режимом.При включении триода экранирующая сетка подключается к аноду через резистор 100 … 1000 Ом. В сверхлинейном включении каскад накрывается ОС на экранирующей сетке, что снижает …

Блок питания выдавал нам постоянное напряжение от нуля до некоторого значения, которое, конечно, зависит от крутизны блока питания. Согласитесь, очень удобная вещь. Но есть один минус — дает всего постоянного давления .

Но, поскольку там источник постоянного напряжения, то должен быть блок питания на аС напряжением .И такой блок питания получил название лабораторный автотрансформатор или сокращенно ЛАТР . Что это за штука и с чем ее едят?

LATR — это тот же трансформатор. Он преобразует переменного напряжения одной величины в переменное напряжение другой величины . Но вся хитрость в том, что при необходимости мы можем изменить напряжение на выходе LATR.

Типы LATR

LATR:

однофазные

и трехфазные

Трехфазные LATR — это три однофазных LATR, помещенных в один корпус.

Описание LATRA RESTA

Рассмотрим однофазный LATR латвийского производства RESANT марки TDGC2-0,5 кВА.

Выше наш LATR выглядит так:

Мы видим поворот, с помощью которого мы можем установить необходимое нам напряжение.

На лицевой стороне видим какой-то вольтметр переменного тока. К клеммам слева запускаем напряжение от розетки 220 Вольт, ну а с клемм справа получаем нужное нам напряжение, закручивая скрутку в нужную сторону ;-).

LATR работа на практике

Проведем эксперименты с лампой накаливания 95 Вт и 220 вольт. Для этого цепляем к клеммам справа.

Интересно, при каком напряжении спираль лампочки начинает светиться? Давай выясним! Крутим ручку, пока не заметим слабое свечение лампочки.

Смотрим масштаб скрутки. 35 вольт!

А вы знаете, что в США есть розетка на 110 вольт? Интересно, как наша лампочка светилась бы в США? Выставляем 110 Вольт.

Светится, как говорится, в полу свечение.

А теперь посмотрите, как он светится при 220 Вольтах

Если вы хотите выставить напряжение с большой точностью, то, конечно, без этого не обойтись. Для этого ставим твист мультиметра в положение измерения переменного напряжения

Цепляем и измеряем переменное напряжение. При этом регулируем напряжение с помощью LATR twist

Техника безопасности при работе с LATR

Еще несколько слов о безопасности.Есть ЛАТР без гальванической развязки . Это означает, что фазный провод от сети идет прямо на выход LATR. Схема ЛАТР без гальванической развязки выглядит так:

В этом случае на выходе ЛАТР может появиться сетевое напряжение 220 В с вероятностью 50/50. Все зависит от того, как вставить вилку LATR в розетку 220 В.

Если вы внимательно посмотрите на принципиальную схему на передней панели самого LATR, вы увидите, что клеммы «X» и «x» (те, что двумя ниже) соединены простым проводом:

То есть , если клемма «X» имеет фазу, то клемма «x» также будет иметь фазу! Ведь вы не будете каждый раз измерять фазу в розетке, чтобы правильно вставить вилку? Поэтому БУДЬТЕ ВНИМАТЕЛЬНЫ! Старайтесь не касаться выходных клемм LATR голыми руками!

В принципе обиделась и со мной ничего не вышло.Оказалось, что у меня деревянный пол, это почти изолятор. Замерил напряжение между собой и фазой — вышло около 40 вольт. Поэтому я этих 40 Вольт не почувствовал. Если бы я схватил батарею одной рукой или встал на землю босыми ногами, а другой рукой схватился бы за LATR «x», меня бы сильно потрясло, так как через меня пройдет полные 220 вольт.

Изолирующий трансформатор и LATR

Существуют также более безопасные типы LATR. В их состав входит изолирующий трансформатор . Схема такого ЛАТР выглядит примерно так:

Как видим, фазный провод изолирован от выходных клемм такого ЛАТР, благодаря трансформатору, принцип работы которого вы можете прочитать в этой статье. В этом случае нас может раскачать , если мы выйдем из LATR скруткой , выставим высокое напряжение и возьмем сразу два выходных провода LATR.

Заключение

LATR — очень полезное устройство. Я бы посоветовал начинающему электронщику ЛАТР на 500 ВА.Такие LATR очень компактны и удобны. LATR работает по принципу трансформатора. Чем меньше витков во вторичной обмотке, тем ниже выходное напряжение. Когда мы скручиваем скрутку, мы добавляем витки, а значит, и натяжение. Принцип работы трансформатора подробно рассмотрен в этой статье. Думаю, нет смысла говорить об использовании LATR, так как он применяется везде, где необходимо снизить переменное напряжение или даже немного его повысить.

Где купить LATR

Полвека назад лабораторный автотрансформатор был очень распространен.Сегодня электронный ЛАТР, схема которого должна быть у каждого радиолюбителя, имеет множество модификаций. Более старые модели имели контакт токосъемника, расположенный на вторичной обмотке, что позволяло плавно изменять значение выходного напряжения, давало возможность быстро изменять напряжение при подключении различных лабораторных приборов, изменяя интенсивность нагрева жала паяльника. , регулировка электрического освещения, изменение оборотов двигателя и многое другое. Особое значение имеет ЛАТР как устройство стабилизации напряжения, что очень важно при настройке различных устройств.

Современные LATR используются практически в каждом доме для стабилизации напряжения.

Сегодня, когда прилавки магазинов заполнились электронными ширпотребами, приобрести надежный стабилизатор напряжения для простого радиолюбителя было проблемой. Конечно, можно найти промышленный образец. Но они часто бывают слишком дорогими и громоздкими, и для домашних условий это не всегда подходит. Многим радиолюбителям приходится «изобретать велосипед», создавая электронные ЛАТР своими руками.

Простое устройство регулирования напряжения

Одна из простейших моделей ЛАТР, схема которой представлена ​​на рис.1, также доступен новичкам. Напряжение, регулируемое устройством, составляет от 0 до 220 вольт. Мощность этой модели от 25 до 500 Вт. Можно увеличить мощность регулятора до 1,5 кВт, для этого на радиаторах следует установить тиристоры VD1 и VD2.

Эти тиристоры (VD1 и VD2) подключены параллельно нагрузке R1. Они пропускают ток в противоположных направлениях. При подключении устройства к сети эти тиристоры закрываются, а конденсаторы С1 и С2 заряжаются через резистор R5.Получаемое на нагрузку напряжение при необходимости изменяется переменным резистором R5. Вместе с конденсаторами (С1 и С2) он создает фазосдвигающую цепь.

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

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

Недостатком этой схемы (плата за простоту) является то, что форма переменного напряжения на нагрузке не является строго синусоидальной из-за специфики тиристоров.Это может вызвать помехи в сети. Для устранения проблемы, помимо схемы, можно последовательно с нагрузкой установить фильтры (индукторы), например, снять их с неисправного телевизора.

Для увеличения или уменьшения уровня напряжения (U) используются трансформаторы, в которых за счет разного количества витков первичной и вторичной обмоток на выходе можно получить требуемый уровень U. Подобные устройства используются и в лабораторных исследованиях, но их конструкция имеет свои особенности.При необходимости провести плавную регулировку как однофазных, так и трехфазных напряжений, используются специальные автотрансформаторы — ЛАТР, выполняющие роль блока питания (БП) для различных типов устройств в лаборатории.

Главной особенностью данного устройства является то, что первичная и вторичная обмотки в нем соединены электрически (точнее контуры обмоток соединены, при этом часть витков принадлежит первичной, а другая часть — виткам вторичной типа), которые, помимо электромагнитных, имеют еще и электрическую взаимосвязь.

Вторичная обмотка на выходе имеет несколько рядов выводов, при этом при подключении к каждой из них можно получить разные уровни U.

Преимущества и недостатки использования LATR

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

• Высокий КПД, который в LATR как при однофазном, так и при трехфазном токе может достигать 99%.Такой показатель возможен в том случае, если разница между входом U и выходом незначительна, а выходное напряжение может быть как меньше, так и больше входного. В этом случае выход U всегда имеет синусоидальную характеристику.
• В связи с тем, что первичная и вторичная обмотки соединены в единую цепь, между ними нет гальванической развязки. При наличии заземления (в промышленных сетях) это не критично, но позволяет использовать анкер небольшого диаметра (меньший расход материала) и меньшее количество медного провода, необходимого для витков.
• Из-за технических особенностей, указанных в предыдущем подпункте, автотрансформатор обычно имеет небольшие размеры и достаточно легкий, что, в свою очередь, существенно влияет на снижение его стоимости.

Типы LATR и их обозначения

Как упоминалось выше, все аналогичные типы трансформаторов работают от сети переменного тока, и однофазные и трехфазные модели являются общими. В зависимости от технических характеристик они обозначаются следующим образом:

• Лабораторный регулируемый автотрансформатор — фактически LATR .
• Автотрансформатор применяется на однофазном переменном токе (регулятор напряжения однофазный) — РНО .
• Применяется на трехфазном токе (трехфазные регуляторы напряжения) автотрансформаторе — РНТ .

Все LATR используются для получения на выходе напряжения, отличного от входного (преобразователь или регулятор напряжения). Часто их использование оправдано для подключения бытовой техники, номинальное напряжение которой по заявленным производителем характеристикам отличается от U промышленной сети (230/50 В или 380/50 В).

Все типы трансформаторов представляют собой несколько обмоток, которые соединены индуктивно и могут преобразовывать либо входное напряжение (трансформаторы U), либо входной ток (трансформаторы I). Что касается лабораторных автотрансформаторов, в которых также есть электрическая связь между обмотками, хотя они активно применяются с середины пятидесятых годов прошлого века, они остаются востребованными и по сей день.

Модификация такого устройства со временем существенно изменилась. Ранее для достижения плавной регулировки по U использовался контакт токоприемника, который закреплялся на витках вторичной обмотки, что позволяло быстро изменять параметры выходного напряжения.Таким образом, в лаборатории всегда была возможность изменить работу различных устройств и агрегатов, например, изменить обороты двигателя, увеличить или уменьшить яркость освещения, или регулировать температуру паяльника.

В настоящее время LATR имеет множество различных модификаций, самые популярные из них — и. Однако все модели являются преобразователями напряжения по величине (стабилизаторы U), причем выходной параметр настраивается. Для правильного использования этих типов устройств вы должны ознакомиться с инструкциями по использованию LATR .

Схема LATR

Как уже было сказано выше, все ЛАТР являются автотрансформаторами и имеют небольшую мощность. При этом их не нужно регистрировать как средство измерения в Госреестре СИ и, соответственно, не нужно проверять (по метрологической экспертизе).

LATR используется как в однофазной сети переменного тока (230/50 В), так и в трехфазной сети переменного тока (380/50 В) и состоит из следующих компонентов:

• Тороидальный стальной сердечник.
• Обмотка, которая выполнена в виде одноконтурной (первичной).

Более того, его определенное количество витков часто также действует как вторичная обмотка и может регулироваться в зависимости от требуемого выхода U. Чтобы уменьшить или увеличить количество витков вторичной обмотки, LATR обеспечивает ручное управление (ручку), вращение которого заставляет угольную щетку скользить и перемещаться от одного витка к другому. Таким образом, изменяется коэффициент трансформации, что приводит к другому выходу U.

Как работает LATR?

Как уже было сказано, необходимое выходное напряжение устанавливается вручную путем поворота ручки, изменяя движение угольной щетки. В этом случае аналогичная настройка реализуется при подключении устройства к электрической сети.

Один из выводов витков обмотки, относящихся к вторичному, подключен к угольной щетке. Второй конец вторичной обмотки общий со стороны входной сети.Вращение ручки заставляет щетку двигаться, что, в свою очередь, изменяет количество оборотов и, следовательно, выходное значение U.

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

Перед автотрансформатором установлен вольтметр для вторичной цепи, который умеет показывать резкие скачки напряжения (перегрузки), а также позволяет более точно выставить необходимый U на выходе.

ВАЖНО! Этот вольтметр позволяет правильно выставить необходимое напряжение вторичной цепи, однако, чтобы правильно оценить его значение, также необходимо измерить U перед потребителем.

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

Типы используемых лабораторных автотрансформаторов

Все используемые в настоящее время LATR предназначены для питания от сети переменного тока определенных напряжений.

Модели предназначены для работы от однофазного тока 230 / 50В. У них один тороидальный сердечник, на котором расположена обмотка. Их расположение очень простое.

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

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

• РНО — 0-250В.
• РНТ — 0-450В.

Основные области применения LATR

Все такие типы автотрансформаторов имеют довольно узкое применение в силу конструктивных особенностей, а именно:

• В лабораториях различных НИИ и предприятий для проведения испытательных работ в отношении оборудования, работающего на атомных станциях, а также стабилизатора U для понижения сетевого напряжения (ввод).
• Для ввода в эксплуатацию, отладки промышленных устройств, электронного и высокочувствительного оборудования, а также большинства устройств, требующих пониженного уровня U.
• В качестве зарядного устройства.
• В ЖКХ.
• В учебных заведениях для лабораторных работ.

Однако при нестабильном уровне U в сети использование ЛАТР не будет оправдано, так как в таких случаях необходимо установить стабилизатор.

Как сделать ЛАТР своими руками

Самостоятельно изготовить такой тип автотрансформатора вполне возможно, при этом предпочтительнее начинать с простой модели, рассчитанной на однофазный ток с сетью U 230 / 50В.

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

Можно, конечно, собрать ЛАТР и сделать своими руками . Но для начала нужно начать сборку с элементарных схем.

Следует заранее отметить, что такие типы ЛАТР предназначены для изменения напряжения в небольших диапазонах. В противном случае желательно использовать обычные, классические трансформаторные схемы с первичной и вторичной обмотками.При использовании LATR на большой разнице между входом и выходом U могут возникнуть следующие проблемы:

• Вероятность появления I близкого к току короткого замыкания высока.
• Из-за использования большего количества материала (сердечник, медный провод) вес и габариты полученного трансформатора будут довольно большими, что также увеличит его стоимость.
• Низкий КПД.

Для сборки ЛАТР необходимо подготовить следующие материалы:

• Сердечник (стержневой или тороидальной формы) продается в специализированных магазинах.Также можно найти аналогичный якорь в старой, сломанной технике.
• Медный провод (для намотки).
• Изолента (тряпка).
• Термостойкий лак.
• Корпус, на котором должны быть установлены входные и выходные клеммы.

Если вам необходимо собрать автотрансформатор с возможностью изменения вывода U, вам также понадобятся:

• Вольтметр (можно использовать как аналоговую, так и цифровую версии).
• Ручка и бегунок с угольной щеткой (необходимы для регулировки U).

Чтобы правильно подобрать количество витков медного провода, необходимо произвести расчет провода. Для этого необходимо определить, в каких диапазонах необходимо получить выходное напряжение. В качестве стандартных значений используются 127/50, 180/50 и 250/50, при входе U = 230/50 В. Также требуется ограничить и установить мощность устройства Р.

  Vout = 1,25 {1 + ( 2 / 1 )} 
   2  =  1  рандов {(Vout / 1,25) - 1} 
 

Vout = 1.25 * {1+ (300/240)} = 2,8125v