В повседневной жизни мы нередко сталкиваемся с проблемой некачественного электроснабжения. Из-за скачков напряжения в сети ломаются дорогостоящие бытовые приборы, некорректно работает аудио- и видеоаппаратура, выходит из строя офисная техника. Решением в такой ситуации является установка стабилизатора.
Компания SUNTEK (Сантек) более 7 лет выпускает стабилизаторы напряжения различной мощности в широком ассортименте: релейные, электромеханические, тиристорные. Это надежные и проверенные временем устройства с высокими техническими характеристиками, к тому же модельный ряд регулярно пополняется новыми разработками. Среди продуктов SUNTEK без труда можно выбрать оптимальный вариант для любого объекта, будь то небольшой дачный домик, 3-х этажный коттедж или производственный цех. Но в последнее время все чаше к нам обращаются с вопросом, что лучше приобрести для выравнивания сетевого напряжения стабилизатор или ЛАТР (лабораторный автотрансформатор).
Действительно, легко запутаться, ведь и то, и другое устройство может регулировать напряжение. Но вот назначение, принцип работы и условия эксплуатации у них абсолютно разные, а значит использовать ЛАТР вместо стабилизатора нельзя. Разберемся подробней.
Стабилизатор напряжения — это устройство, предназначенное круглосуточно корректировать входное напряжение до определенного зафиксированного значения (220 Вольт у однофазных, 380 Вольт у трехфазных моделей). Из-за конструктивных особенностей стабилизатора на выходе возможно небольшое отклонение, порядка 3-8%, что вполне допустимо для большинства бытовых приборов и не отменяет самой сути процесса — стремлению дать напряжение, максимально близкое к стандартному значению. Процессор, установленный внутри стабилизатора, постоянно анализирует состояние сети и в зависимости от ситуации дает команду повышать или понижать напряжение. Время реакции составляет доли секунды, что позволяет сделать скачек напряжения незаметным для подключенного оборудования. А если состояние сети критическое и стабилизатор не может обеспечить оптимальное напряжение, то подача электроэнергии полностью прекращается и возобновляется вновь, только после нормализации сети. Благодаря такому подходу, бытовые приборы всегда будут надежно защищены от некачественного электроснабжения. В дополнение к этому стоит отметить, что стабилизаторы SUNTEK отлично адаптированы для использования в быту. Они выполнены в универсальном корпусе, позволяющем производить установку вертикально или горизонтально, имеют удобную индикацию и могут работать в минусовую температуру (релейные стабилизаторы SUNTEK).
ЛАТР способен регулировать входное напряжение не только до строго определенной цифры, а в широком диапазоне (у ЛАТРов SUNTEK — от 0 до 300 Вольт). Его основное назначение — обеспечивать электропитание приборов с нестандартным напряжением, а также плавно изменять напряжение для проведения разнообразных тестов и испытаний. Регулировка производится в ручном режиме, когда требуемое выходное напряжение указывается с помощью специальной поворотной ручки. Хотя, по сути, поворот ручки задает не значение напряжения, а коэффициент трансформации — величину, на которую необходимо изменить текущее входное напряжение, чтобы достичь заданного выходного. При стабильном состоянии сети мы получим желаемый результат, но при изменении условий, например, при внезапном скачке напряжения, ЛАТР не поменяет коэффициент трансформации автоматически (для этого нужно вручную повернуть регулировочную ручку). В результате выходное напряжение скаканет ровно на столько, на сколько и напряжение в сети. К тому же лабораторный автотрансформатор нельзя использовать круглосуточно. Период беспрерывной работы не более 6 часов. Он требует постоянного внимания и контроля уровня тока.
Все это говорит о том, что ЛАТР не может выполнять функции стабилизатора. И даже больше. Если для подключения или проверки оборудования действительно нужен ЛАТР, а электроснабжение далеко от идеала, то лучше ставить сразу оба прибора, сначала стабилизатор для выравнивания напряжения, а следом ЛАТР для изменения напряжения в рамках заявленного диапазона.
В нашей стране распространены электросети двух видов – однофазные (с напряжением в 220 В) и трехфазные (с напряжением в 380 В). Следовательно, и большинство электроприборов, техники и оборудования рассчитано на работу с такими параметрами. Но для электроники и бытовой техники, привезенной из США или Японии, они не подходят, ведь в этих странах бытовые электросети имеют напряжение 110 В. А что делать, к примеру, когда при ремонте автомобильного электронного оборудования требуется напряжение питающей сети в 12-13 В? Для корректировки напряжения есть специальные приборы – трансформаторы.
В настоящее время выпускаются силовые, импульсные, разделительные и другие виды, но в этой статье речь пойдет только о лабораторных автотрансформаторах, наиболее распространенных сегодня в промышленности, используемых в мастерских, различными предприятиями и в быту.
О принципе работы устройств
Лабораторный автотрансформатор регулируемый, сокращенно ЛАТР, представляет собой прибор, в основе которого – магнитный сердечник с обмоткой из меди, где возникает электрическая связь. Вдоль обмотки движется угольная щетка, создавая тем самым контакт с подключенным электропотребителем. В зависимости от положения щетки, меняется коэффициент трансформации, что, в свою очередь, влияет на значение выходного напряжения. Благодаря поворотному регулятору, с помощью которого меняется положение щетки, можно корректировать по шкале значение напряжения тока, подаваемого на нагрузку.
Электропотребители подключаются к лабораторному автотрансформатору через выходные клеммы, в свою очередь, сам прибор соединяется с центральной электросетью либо через входные клеммы, либо подключением электровилки к розетке.
Основным отличием лабораторных автотрансформаторов от обычных является то, что подвижный контакт в обмотке позволяет менять количество витков, включенных в цепь и тем самым дает возможность устанавливать напряжение в широком диапазоне, например, в однофазной сети – от 0 до 250 В, в трехфазной – от 0 до 430 В. Изменение количества витков происходит плавно, поэтому удается получить максимально точные значения напряжения и чистую синусоиду на выходе. Кроме того, данное устройство легче и компактнее аналогов, сделанных по традиционной схеме, и имеет гораздо больший КПД (до 98%). Для контроля работы на панели управления имеется вольтметр, а вентиляционные решетки в корпусе способствуют естественному охлаждению устройства и предотвращают перегрев.
Когда необходим лабораторный автотрансформатор?
Многие знают, что для коррекции напряжения в сети можно использовать стабилизатор. Тогда для чего нужен автотрансформатор? Есть ли какие-то особенные условия его применения или оба эти устройства выполняют одну и ту же задачу? Далее мы рассмотрим эти вопросы более детально.
Корректировать показатели тока в электросети приходится из-за нестабильной подачи электроэнергии и связанных с этим сильных скачков напряжения. Вообще, нормальным отклонением считается 10-15 В, большинство современных электротехнических устройств рассчитано на такие перепады, поэтому они проходят практически незаметно. Если же напряжение в однофазной сети повышается до 260-270 В, то это может привести к выходу из строя работающей в этот момент бытовой техники, инструмента и оборудования. При пониженном напряжении включить мощную технику и вовсе не удастся.
Выйти из этой ситуации можно, искусственно скорректировав напряжение с помощью стабилизатора или автотрансформатора. Разница лишь в том, что первый вариант подойдет для использования в сети, где скачки происходят постоянно, то есть напряжение может резко снижаться, повышаться, но затем снова нормализуется. Стабилизатор подстроится под эти изменения и будет подавать на нагрузку исключительно 220 В. Что касается лабораторного автотрансформатора, то он не имеет такой возможности, так как не рассчитан на автоматическое изменение параметров. При его использовании напряжение на выходе будет меняться пропорционально изменению напряжения в центральной сети. То есть в случае, когда напряжение составляет 180 В, с помощью автотрансформатора его можно увеличить до 220 В, но как только оно подскочит до 220 В, на подключенную нагрузку будет подаваться ток напряжением в 260 В. Это также может вывести из строя всю работающую технику. Поэтому при частых колебаниях в электросети лучше использовать стабилизатор. Если же наблюдается постоянная «просадка» напряжения и его значение находится примерно на одной отметке, что очень часто бывает в дачных или коттеджных поселках, то подойдет автотрансформатор.
Но это далеко не единственный случай, когда рекомендуется использование именно этого прибора. Если нужно специально понизить напряжение в сети, например, для подключения электротехники, рассчитанной на 110 В, стабилизаторы вряд ли способны обеспечить такие показатели, ведь в большинстве случаев рабочий диапазон у них составляет от 135 до 250 В или от 150 до 290 В. ЛАТР способен работать в более широком диапазоне, что позволяет использовать его для следующих целей:
- для тестирования высокочувствительной медицинской аппаратуры и промышленного оборудования.
- для наладки работы сложной радиоэлектроники.
- для ремонта магнитолл и других электротехнических устройств автомобиля.
- для зарядки аккумуляторных батарей автомобилей и оборудования.
- для питания приборов и техники с нестандартным напряжением.
Итак, стабилизатор напряжения необходим для поддержания стандартного напряжения в электросети в небольшом диапазоне отклонений. Лабораторный автотрансформатор предназначен для питания потребителей с нестандартными показателями напряжения, так как дает возможность устанавливать практически любые значения в широком диапазоне.
В вашем случае необходим именно ЛАТР? Тогда для его эффективной работы нужно учесть несколько факторов. О том, как подобрать подходящую модель, мы и расскажем далее.
Важные параметры выбора
Прежде всего, нужно определить, для чего будет использоваться автотрансформатор. Например, для испытания работоспособности силового оборудования на заводе понадобится одна модель, для обеспечения электропитания при ремонте автомагнитолл – совсем другая. Чтобы было легче сформулировать требования к прибору, учитывайте следующие параметры:
Мощность. Можно подобрать ЛАТР мощностью от 0,45 до 10 Вт (и даже более), но сначала нужно просчитать нагрузку всех подключаемых электропотребителей. Их суммарная мощность не должна превышать мощность автотрансформатора.
Диапазон регулировки напряжения. Он зависит от того, как действует прибор – на понижение или на повышение параметров напряжения. Большинство моделей относятся к понижающему типу, особенно однофазные, у них рабочий диапазон может составлять от 0 до 250 В или от 160 до 220 В. В зависимости от того, какая величина напряжения нужна для работы техники, выбирайте ЛАТР с соответствующим диапазоном. У трехфазных моделей диапазон шире: нижний предел может находиться на уровне в 200-220 В. Не всегда нужен лабораторный автотрансформатор с широким рабочим диапазоном, к примеру, если в сети напряжение падает до 180 В (не выше и не ниже), то можно купить трансформатор с регулировкой в пределах 180-220 В.
Напряжение питающей сети. Если планируется подключение прибора к однофазной сети, то необходимо покупать модель на 220 В, если к трехфазной – на 380 В (при этом, у такой модели диапазон регулировки может выходить далеко за пределы номинальных значений трехфазной сети, например, может составлять от 0 до 430 В).
Итак, вы уже решили купить лабораторный автотрансформатор? С этим устройством вы сами сможете корректировать показатели напряжения в сети и устанавливать такие значения, которые необходимы конкретному виду энергопотребителей. А быстро выбрать и заказать подходящее оборудование можно на нашем сайте. Не откладывайте покупку – возьмите напряжение под контроль!
Моделист-конструктор 2000 №1
Уверен: от компактного и вместе с тем достаточно надежного, дешёвого и простого в изготовлении «сварочника» ни один мастеровой, домовитый хозяин не откажется. Особенно если узнает, что в основе этого аппарата — легко поддающийся модернизации 9-амперный (знакомый практически каждому со школьных уроков физики) лабораторный автотрансформатор ЛАТР2 да самодельный тиристорный мини-регулятор с выпрямительным мостом. Они позволяют не только безопасно подключаться к бытовой осветительной сети переменного тока с напряжением 220В, но и изменять Uсв на электроде, а значит, выбирать нужную величину тока сварки.
Режимы работы задают с помощью потенциометра. Совместное конденсаторами C2 и C3 он образует фазосдвигающие цепочки, каждая из которых, срабатывая во время своего полупериода, открывает соответствующий тиристор на некоторый промежуток времени. В результате на первичной обмотке сварочного Т1 оказываются регулируемые 20-215 В. Трансформируясь во вторичной обмотке, требуемые -Uсв позволяют легко зажечь дугу для сварки на переменном (клеммы Х2, Х3) или выпрямленном (Х4, Х5) токе.
Сварочный трансформатор на бaзe широко распространённого ЛАТР2 (а), его подключение к принципиальной электрической схеме самодельного регулируемого аппарата для сварки на переменном или постоянном токе (б) и эпюра напряжении поясняющая работу транзисторного регулятора режима горения злектродуги.
Резисторы R2 и R3 шунтируют цепи управления тиристоров VS1 и VS2. Конденсаторы C1, C2 снижают до допустимого уровень радиопомех, сопровождающих дуговой разряд. В роли светового индикатора HL1, сигнализирующего о включении аппарата в бытовую электросеть, используется неоновая лампочка с токоограничительным резистором R1.
Для подсоединения «сварочника» к квартирной электропроводке применима обычная штепсельная вилка Х1. Но лучше использовать более мощный электроразъём, который в обиходе называют «евровилка-евророзетка». А в качестве выключателя SB1 подойдёт «пакетник» ВП25, рассчитанный на ток 25 А и позволяющий размыкать оба провода сразу.
Как показывает практика, устанавливать на сварочном аппарате какие бы то ни было предохранители (противоперегрузочные автоматы) не имеет смысла. Здесь приходится иметь дело с такими токами, при превышении которых обязательно сработает защита на вводе сети в квартиру.
Для изготовления вторичной обмотки с базового ЛАТР2 снимают кожух-ограждение, токосъёмный ползунок и крепежную арматуру. Затем на имеющуюся обмотку 250 В (отводы 127 и 220 В остаются невостребованными) накладывают надёжную изоляцию (например, из лакоткани), поверх которой размещают вторичную (понижающую) обмотку. А это 70 витков изолированной медной или алюминиевой шины, имеющей в поперечнике 25 мм2. Приемлемо выполнение вторичной обмотки из нескольких параллельных проводов с таким же общим сечением.
Намотку удобнее осуществлять вдвоём. В то время как один, стараясь не повредить изоляцию соседних витков, осторожно протягивает и укладывает провод, другой удерживает свободный конец будущей обмотки, предохраняя её от скручивания.
Модернизированный ЛАТР2 помещают в защитный металлический кожух с вентиляционными отверстиями, на котором располагают монтажную плату из 10-мм гетинакса или стеклотекстолита с пакетным выключателем SB1, тиристорным регулятором напряжения (с резистором R6), светоиндикатором HL1 включения аппарата в сеть и выходными клеммами для сварки на переменном (Х2, Х3) или постоянном (Х4, Х5) токе.
При отсутствии базового ЛАТР2 его можно заменить самодельным «сварочником» с магнитопроводом из трансформаторной стали (сечение сердечника 45-50 см2). Его первичная обмотка должна содержать 250 витков провода ПЭВ2 диаметром 1,5 мм. Вторичная же ничем не отличается от той, что используется в модернизированном ЛАТР2.
На выходе низковольтной обмотки устанавливают блок выпрямителей с силовыми диодами VD3-VD10 для сварки на постоянном токе. Помимо указанных вентилей вполне приемлемы и более мощные аналоги, например, Д122-32-1 (выпрямленный ток — до 32 А).
Силовые диоды и тиристоры устанавливают на радиаторах-теплоотводах, площадь каждого из которых не менее 25 см2 . Наружу из кожуха выводят ось регулировочного резистора R6. Под рукояткой размещают шкалу с делениями, соответствующими конкретным величинам постоянного и переменного напряжения. А рядом — таблицу зависимости сварочного тока от напряжения на вторичной обмотке трансформатора и от диаметра сварочного электрода (0,8-1,5 мм).
Разумеется, приемлемы и самодельные электроды, изготовленные из углеродистой стальной «катанки» диаметром 0,5-1,2 мм. Заготовки длиной 250-350 мм покрывают жидким стеклом — смесью силикатного клея и измельченного мела, оставив незащищенными 40-мм концы, необходимые для подключения к сварочному аппарату. Обмазку тщательно высушивают, иначе при сварке она начнёт «постреливать».
Хотя для сварки можно использовать как переменный (клеммы Х2, Х3), так и постоянный (Х4, Х5) ток, второй вариант, по отзывам сварщиков, предпочтительнее первого. Причем полярность играет далеко немаловажную роль. В частности, при подаче «плюса» на «массу» (свариваемый предмет) и, соответственно,
подключении электрода к клемме со знаком «минус» имеет место так называемая прямая полярность. Для неё характерно выделение большего количества тепла, чем при обратной полярности, когда электрод подсоединен к положительному выводу выпрямителя, а «масса» — к отрицательному. Обратная полярность применяется, если нужно уменьшить выделение тепла, например, при сварке тонких листов металла. Почти вся выделяемая злектродугой энергия идет на образование сварного шва, а потому глубина провара на 40-50 процентов больше, чем при токе той же величины, но прямой полярности.
И еще несколько весьма существенных особенностей. Увеличение тока дуги при неизменной скорости сварки приводит к росту глубины провара. Причем если работа ведется на переменном токе, то последний из названных параметров становится на 15-20 процентов меньше, чем при использовании постоянного тока обратной полярности. Напряжение же сварки мало влияет на глубину провара. Зато от Uсв зависит ширина шва: с ростом напряжения она увеличивается.
Отсюда важный вывод для занимающихся, скажем, сварочными работами при ремонте кузова легкового автомобиля из тонколистовой стали: наилучшие результаты даст сварка постоянным током обратной полярности при минимальном (но достаточном для устойчивого горения дуги) напряжении.
Дугу необходимо поддерживать минимально короткой, электрод тогда расходуется равномерно, а глубина проплавления свариваемого металла — максимальна. Сам же шов получается чистым и прочным, практически лишенным шлаковых включений. А от редких брызг расплава, трудно удаляемых после остывания изделия, можно защититься, натерев мелом околошовную поверхность (капли будут скатываться, не приставая к металлу).
Возбуждение дуги производят (предварительно подав на электрод и «массу» соответствующее -Uсв) двумя способами. Суть первого в лёгком прикосновении электрода к свариваемым деталям с последующим отводом его на 2-4 мм в сторону. Второй способ напоминает чиркание спичкой по коробку: скользнув электродом по свариваемой поверхности, его тут же отводят на небольшое расстояние. В любом случае нужно уловить момент возникновения дуги и уже потом, плавно перемещая электрод над образующимся тут же швом, поддерживать ее спокойное горение.
В зависимости от типа и толщины свариваемого металла выбирают тот или иной электрод. При наличии, например, стандартного сортамента для листа Ст3 толщиной 1 мм подойдут электроды диаметром 0,8-1 мм (на это в основном и рассчитана рассматриваемая конструкция). Для сварочных работ на 2-мм стальном прокате желательно иметь и «сварочник» помощнее, и электрод потолще (2-3 мм).
Для сварки ювелирных изделий из золота, серебра, мельхиора лучше использовать тугоплавкий электрод (например, вольфрамовый). Можно сваривать и менее стойкие к окислению металлы, используя защиту углекислым газом.
В любом случае работу можно выполнять как вертикально расположенным электродом, так и наклонённым вперед или назад. Но искушенные профессионалы утверждают: при сварке углом вперед (имеется в виду острый угол между электродом и готовым швом) обеспечиваются более полный провар и меньшая ширина самого шва. Сварка же углом назад рекомендуется лишь для соединения внахлестку, особенно когда приходится иметь дело с профильным прокатом (уголком, двутавром и швеллером).
Немаловажная вещь — сварочный кабель. Для рассматриваемого аппарата как нельзя лучше подойдет медный многожильный (общее сечение около 20 мм2) в резиновой изоляции. Потребное количество — два полутораметровых отрезка, каждый из которых следует оборудовать тщательно обжатым и пропаянным клеммным наконечником для подключения к «сварочнику». Для непосредственного же соединения с «массой» используют мощный зажим типа «крокодил», а с электродом — держатель, напоминающий трехзубую вилку. Можно воспользоваться и автомобильным «прикуривателем».
Необходимо позаботиться также о личной безопасности. При электродуговой сварке постараться уберечься от искр, а тем более — от брызг расплавленного металла. Рекомендуется надевать брезентовую одежду свободного покроя, защитные рукавицы и использовать маску, предохраняющую глаза от жёсткого излучения электрической дуги (солнцезащитные очки здесь непригодны).
Разумеется, нельзя забывать и о «Правилах техники безопасности при выполнении работ на электрооборудовании в сетях с напряжением до 1 кВ». Электричество беспечности не прощает!
М.ВЕВИОРОВСКИЙ, Московская обл.
Человек не представляет жизнь без бытовых приборов, работающих от электросети. Однако в электрической сети случаются просадки напряжения, не позволяя нормально работать даже светильникам. Регулировать напряжение в сети переменного тока помогают так называемые автотрансформаторы или ЛАТРы (http://liderstroyinstrument.ru/catalog/avtotransformatory-latr/).
Трансформаторы преобразуют электрическую энергию по уровню тока или напряжения. Несколько (или одна, как у автотрансформатора) изолированных ленточных/проволочных обмоток/катушек трансформатора охвачены общим магнитным потоком и намотаны на магнитопровод (сердечник).
В автотрансформаторе обмотки (первичная и вторичная) соединены между собой без изоляции. Поэтому в них возникает не только электромагнитная, но и электрическая связь. Подключившись к разным выводам общей обмотки можно получить различные напряжения.
Лабораторные автотрансформаторы (ЛАТР) бывают:
-
однофазные;
-
трехфазные.
В быту широко распространены однофазные автотрансформаторы.
Преимущество прибора — более высокий КПД (преобразуется часть мощности).
Недостатком ЛАТРа считается то, что первичная и вторичная цепи не заизолированы. Хотя в промышленных сетях, при обязательном заземлении нулевого провода, это не имеет большого значения.
Автотрансформаторы применяются:
-
в наладке и испытаниях радиотехники, электроприборов;
-
для зарядки аккумуляторных батарей (вместе с выпрямителем);
-
при проведении лабораторных работ.
ЛАТР также может выполнять функции стабилизатора напряжения. Но выставлять значение необходимо вручную, так как отсутствует автоматическое регулирование. В таком качестве ЛАТР лучше использовать в сетях с постоянной просадкой напряжения(на дачах, в коттеджных поселках). Если же имеют место скачки напряжения, целесообразнее использовать стабилизатор.
Для безопасной работы ЛАТР должен быть надежно заземлен. Чувствительность автотрансформаторов к короткому замыканию ограничивает возможности их применения только сетями, защищенными плавкими предохранителями или автоматами.
Положение прибора при эксплуатации произвольное.
Трансформаторы, представленные на рынке, имеют срок службы до 12 лет и более.
Интернет-магазин «ЛидерСтройИнструмент» предлагает модельный ряд автотрансформаторов (ЛАТР) торговой марки «Ресанта» (Латвия).