Логическим развитием автотрансформаторов явилось создание так называемых регулируемых автотрансформаторов, которые, благодаря своим возможностям, получили достаточно широкое распространение в различных сферах техники.
Давайте рассмотрим, в чем главное отличие регулируемых автотрансформаторов от обычных, какое у них устройство и принцип действия, где они применяются, какие у них плюсы и минусы.
В первую очередь давайте вспомним, что из себя представляет стандартный автотрансформатор и как он устроен — обязательно читайте подробную статью об этом.
Из неё вы, в частности, узнаете, что автотрансформатор имеет одну общую обмотку, часть которой является первичной, к ней подключается электрический ток питающей сети, а другая часть — вторичной, к ней подключается нагрузка — какой-нибудь электроприбор.
При этом отводов от основной обмотки может быть несколько, все они с определенным шагом изменяют входящее напряжение, какие-то повышают, а какие-то понижают. Схема стандартного автотрансформатора представлена ниже:
В нашем примере, у автотрансформатора имеется два дополнительных отвода от обмотки а2 и а3, с коэффициентами трансформации k1 = 1,125 и k2 = 0,9.
Таким образом, если мы подаём на первичную обмотку переменный ток напряжением 220В, на первом отводе получаем 220/0,9 = 244,4 В, а на втором 220/1,125 = 195,55 В. (Входящее напряжение именно делится на коэффициент трансформации, для получения величины выходного напряжения у автотрансформатора, т.к. формула для определения коэффициента следующая: k=U1/U2, где k – коэффициент трансформации, U1 – входящее напряжение, U2 – получаемое напряжение на отпайках.)
Чаще всего, автотрансформаторы имеют по несколько дополнительных отпаек, которые и формируют вторичные обмотки, несколько ступеней регулирования входящего напряжения и, соответственно, остальных параметров электрического тока.
Главным недостатком такой конструкции автотрансформатора является то, что изменять входящее напряжение можно лишь кратно коэффициентам трансформации существующих отводов от обмотки, а сделать много сложно и не практично, поэтому напряжение может регулироваться лишь ступенчато, с определенным шагом.
Здесь нам и приходит на помощь регулируемый автотрансформатор, он устроен так, что позволяет плавно и достаточно точно изменять входящее напряжение, получая на выходе требуемые величины.
На изображении ниже вы можете видеть устройство стандартного регулируемого автотрансформатора:
Регулируемый автотрансформатор, как и обычный, представляет собой магнитный сердечник с обмоткой из медной проволоки, к которой в точках А1 и Х подключается входящий переменный электрический ток, например, стандартной бытовой электросети 220В.
На этом сходство с обычным автотрансформатором заканчивается, ведь вместо нескольких отводов с разным коэффициентом трансформации, здесь есть всего один контакт, подключенный к подвижному механизму, который может перемещаться по обмотке.
При этом, с части обмотки снят изоляционный слой, в этом месте с ней и контактирует угольная щетка или ролик этого механизма, таким образом создаётся электрическая связь с требуемой частью обмотки.
Принцип действия регулируемого автотрансформатора
Как вы, наверное, уже догадались, нагрузка, какой-нибудь электроприбор, подключается к выводу от этого подвижного контакта а2 и к общей точке обмотки Х. Получается, что, перемещая ролик, мы изменяем количество витков вторичной обмотки автотрансформатора, и таким образом имеем возможность плавно регулировать получаемое на выходе напряжение.
Регулируемый автотрансформатор позволяет как повысить электрические показатели в определенных пределах, в частности напряжение, так и понизить их.
Регулируемый автотрансформатор на схеме
На электрических схемах, регулируемый автотрансформатор чаще всего изображается следующим образом:
— В виде прямой черты показан магнитопровод — сердечник, волнистая линия сбоку от него это общая обмотка
— Показаны стационарные отводы для подключения входящего источника питания — точки А1 и Х
— Стрелкой обозначен перемещаемый, подвижный контакт, формирующий вторичную обмотку, в зависимости от своего местоположения — точки а2 и Х
Виды регулируемых автотрансформаторов
Регулируемые автотрансформаторы бывают:
— однофазными и трехфазными.
Конструктивно трехфазный регулируемый автотрансформатор представляет собой три однофазных в одном корпусе.
По типу привода, который перемещает подвижный контакт по обмотке, они делятся на модели:
— с механической — ручной и автоматической — с помощью сервопривода, регулировкой выходного напряжения.
Здесь все просто, в автоматических автотрансформаторах положение подвижного контакта изменяет электромотор – сервопривод. Часто такое решение применяется при устройстве стабилизаторов напряжения, когда от автотрансформатора требуется автоматическое, достаточно точное реагирование на изменение параметров входящего электрического тока.
В механических регулируемых автотрансформаторах, перемещение подвижного контакта по обмотке осуществляется вручную, ярким представителем такой конструкции является ЛАТР – Лабораторный Автотрансформатор Регулируемый.
Наибольшее распространение ЛАТР, как вы, наверное, уже догадались из названия, получили в различной лабораторной деятельности, при проверке, ремонте, модификации электрооборудования, приборов и их элементов.
Нередко именно ЛАТР устанавливают в приборах, где есть нагревательные элементы, например, ТЭНы, изменяя с помощью ЛАТР параметры электрического тока, питающего их, можно регулировать температуру нагрева.
Главное отличие регулируемого автотрансформатора, от нерегулируемого – механизм передвижения контакта, является как основным преимуществом – позволяя плавно регулировать параметры электрического тока, так и главным недостатком. Как и любой другой подвижный элемент, он требует периодического обслуживания и может сломаться, угольная щетка или ролик может стереться и электрический контакт ослабнет или совсем пропадёт.
Но, несмотря на это, в настоящее время, регулируемые трансформаторы довольно широко распространены, и вы обязательно их встретите в недорогих, но достаточно надежных стабилизаторах напряжениях, в мастерских и различных лабораториях.
А если в статье вы не нашли ответов на свои вопросы о регулируемых автотрансформаторах – не стесняйтесь, пишите в комментариях, я обязательно постараюсь оперативно вам ответить. Кроме того, как обычно приветствуются любые мнения, дополнения, здоровая критика, всё то, что поможет сделать материал более информативным и полезным всем.