Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) - Виды, описание.
Что такое лабораторный автотрансформатор (ЛАТР)
Очень часто среди электриков и электронщиков звучит аббревиатура ЛАТР. Поскольку есть блок питания на постоянное напряжение, то должен быть блок питания и на переменное напряжение. И такой блок питания называется лабораторным автотрансформатором, или сокращенно ЛАТР. Что это за штука и с чем ее едят?
ЛАТР - это тот же трансформатор. Он преобразует переменное напряжение одной величины в переменное напряжение другой величины. Но вся хитрость в том, что при необходимости мы можем изменить напряжение на выходе ЛАТР.
Виды ЛАТРов
Однофазные
Этот тип ЛАТР вырабатывает однофазное переменное регулируемое напряжение. Очень часто используется радиолюбителями, так как позволяет выбрать любое низковольтное переменное напряжение.
Трехфазные
Этот тип ЛАТРа используется в промышленной электронике. На его вход подается трехфазное напряжение, а на выходе мы получаем те же три фазы, но уже с меньшей амплитудой. С помощью этого ЛАТРа вы можете изменять амплитуду напряжения всех трех фаз одновременно. Грубо говоря, это три однофазных ЛАТР, которые расположены в корпусе и одинаково изменяют напряжение.
ЛАТР, как и любой другой сетевой трансформатор, основан на сердечнике из электротехнической стали. Но на тороидальном сердечнике ЛАТР, в отличие от сетевых трансформаторов других типов, имеется только одна (первичная) обмотка, часть из которых может выполнять вторичную функцию, а количество витков вторичной обмотки может быстро регулироваться пользователем что отличает ЛАТР от простых автотрансформаторов
Для регулировки количества витков на вторичную обмотку автотрансформатор имеет поворотную ручку, к которой прикреплена скользящая угольная щетка. Когда вы поворачиваете ручку, щетка перемещается от одного поворота к другому по витку, поэтому коэффициент трансформации регулируется.
Один из вторичных выводов лабораторного автотрансформатора подключен непосредственно к скользящей щетке. Второй вторичный терминал используется совместно с входной стороной сети. Потребители подключаются к выходным клеммам ЛАТР, а его входные клеммы подключаются к однофазной или трехфазной электрической сети. В однофазном ЛАТРе один сердечник и одна обмотка, а в трехфазном - три сердечника и каждая имеет по одной обмотке.
Напряжение на выходе ЛАТР может быть выше или ниже входного, например, для однофазной сети регулируемый диапазон составляет от 0 до 250 вольт, а для трехфазной сети - от 0 до 450 вольт. Следует отметить, что чем ближе выходное напряжение к входному, тем выше КПД ЛАТРа и может достигать 99%. Форма волны выходного напряжения синусоидальная.
На передней панели ЛАТР расположен вторичный вольтметр для возможности оперативного контроля перегрузки и более точной регулировки выходного напряжения. Коробка ЛАТР имеет вентиляционные отверстия, через которые происходит естественное воздушное охлаждение магнитопровода и обмотки.
Лабораторные автотрансформаторы используются в лабораториях для исследовательских целей, для тестирования оборудования переменного тока и просто для ручной стабилизации сетевого напряжения, если оно в настоящее время ниже требуемого номинала.
Очевидно, что если напряжение в сети постоянно скачет, автотрансформатор вас не спасет, понадобится полноценный стабилизатор. В других случаях ЛАТР - это именно то, что вам нужно для точной настройки напряжения для текущей задачи. Такими задачами могут быть: наладка промышленного оборудования, тестирование высокочувствительного оборудования, настройка радиоэлектронных устройств, питание низковольтного оборудования, зарядка аккумуляторов и т.д.
Поскольку ЛАТР имеет только одну обмотку, общую для первичной и вторичной цепей, вторичный ток также является общим для первичной и вторичной цепей. С этой точки зрения очевидно, что вторичный ток и первичный ток в общих витках направлены противоположно, поэтому полный ток равен разности токов I1 и I2, то есть I2 - I1 = I12 равен ток в общих витках. Получается, что при значении вторичного напряжения, близком к входному, общие витки можно намотать проводом меньшего сечения, чем в случае двухобмоточного трансформатора.
Трехфазный автотрансформатор:
Автотрансформатор 0-220 В, 4 А, 880 ВА:
Конструктивная особенность LATR заставляет нас разделять понятия «пропускная способность» и «расчетная мощность».
Расчетная мощность - это мощность, которая передается от первичной обмотки ко вторичной цепи посредством электромагнитной индукции через сердечник, как в обычном двухобмоточном трансформаторе, а пропускная мощность - это сумма пропускной мощности и мощности, которая передается только через электрическую составляющую, то есть без участия магнитной индукции в сердечнике.
Получается, что кроме расчетной мощности во вторичную цепь передается еще и чисто электрическая мощность, равная U2 * I1. Вот почему автотрансформаторам требуется магнитный сердечник меньшего размера для передачи такой же мощности по сравнению с обычными двухобмоточными трансформаторами. В этом причина более высокого КПД автотрансформаторов. Кроме того, для проволоки требуется меньше меди.
Таким образом, при низком коэффициенте трансформации ЛАТР имеет следующие преимущества: КПД до 99,8%, меньший размер магнитопровода, меньший расход материала. И все это благодаря наличию электрического соединения между первичной и вторичной цепями. С другой стороны, отсутствие гальванической развязки между цепями приводит к риску повреждения фазного тока выходных клемм ЛАТР и даже одной из клемм, поэтому при работе с лабораторным автотрансформатором необходимо соблюдать особую осторожность.
