Если присмотреться к антуражу современных электротехнических, физических и ряда других специализированных лабораторий, то несложно обнаружить присутствие лабораторных автотрансформаторов, в обиходном понимании именуемых ЛАТРами. По сути ЛАТР представляет собой регулятор напряжения, за что его иногда ошибочно сравнивают со стабилизаторами этого параметра электросети. Однако приведенная аналогия не имеет под собой логического обоснования, поскольку стабилизаторы напряжения автоматически удерживают значение выходных напряжений в заданных рамках, а ЛАТР позволяет изменять их вручную.
Существуют ЛАТРы, используемые в однофазной сети переменного тока, тем не менее, регулируемые автотрансформаторы для трехфазной сети мало чем от них отличаются. На примере однофазных ЛАТР познакомимся с принципом действия этих устройств. Их функциональность при однофазном переменном напряжении в трехфазном исполнении просто утраивается (как и в трехфазных стабилизаторах), поэтому изучение однофазного устройства даст объективную оценку регулируемому автотрансформатору.
Устройство и принцип действия
Конструкция автотрансформатора для регулировки U достаточно проста, что позволяет использовать его на протяжении многих десятилетий. Принципиальная схема ЛАТРа включает непосредственно автотрансформатор, представленный единой обмоткой, намотанной на тороидальном сердечнике. На первую часть обмотки устройства для регулировки переменного напряжения подаются 220 В, вторичные обмотки, объединенные с первичной позволяют снимать как повышенное, так и пониженное напряжение на выходе регулятора для дальнейшего подключения нагрузки.
Регулируемое напряжение снимается с обмоток ЛАТРа посредством подвижного токосъемника, как правило, это угольная щетка. Движением последнего управляет рукоять, вращаемая вручную и вынесенная за пределы корпуса, контроль выходного напряжения осуществляется по показаниям вольтметра переменного напряжения, установленного на корпусе.
Разумеется, мощность нагрузки (собственно возможности самого регулятора) зависит от мощностных возможностей трансформатора, диаметра его обмоток. Учитывая, что обмотки намотаны проводом одного диаметра, рассчитанного на одно значение электрического тока, мощность, отдаваемая в нагрузку, падает по мере снижения напряжения. В практическом применении ЛАТРы отличаются:
- высоким КПД регулятора (до 98%);
- отличной, неискаженной формой выходной синусоиды;
- простотой управления прибором.
Как видим конструкция, как и принцип действия лабораторного автотрансформатора достаточно просты, однако применение достаточно дорогих материалов (медь для обмоток, электротехническая сталь массивных сердечников) определяют достаточно высокую стоимость устройства. Альтернативой приведенной выше конструкции может выступать электронный ЛАТР, собрать который под силу опытному радиолюбителю.
Области применения ЛАТРов
Как уже упоминалось выше, регулируемый лабораторный автотрансформатор может выполнять некоторые функции стабилизатора напряжения, в частности это актуально в электрических сетях с переменным током, имеющим стабильные отклонения от нормы. Но если колебания напряжения постоянны и часты, адекватной заменой стабилизатору ЛАТР служить не может, поэтому в быту спрос на это устройство несколько ограничен. Значительно чаще ЛАТРы применяются:
- при проведении тестирования различного оборудования работающего на переменном токе;
- в лабораторных исследованиях научно-исследовательских и образовательных учреждений;
- во время выполнения наладочных работ и испытаниях чувствительной аппаратуры, включая медицинскую;
- для организации питания электротехнических устройств с нестандартным напряжением электропитания;
- в случаях электропитания сложных электронных схем и многого другого.
На практике используются ЛАТРы везде, где возникает необходимость изменения величины переменного напряжения в большую либо меньшую сторону. Это простой и наиболее доступный вариант внести изменения без ущерба качеству электроэнергии.
