Главная


Сварочный аппарат своими руками




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 22 ... 66 ... 110 ... 154 ... 173
44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87


скачать книгу Сварочный аппарат своими руками




В любом случае работающий на пределе своих возможностей трансформатор постепенно изнашивается — действие перегрева, вибрации, влаги, механические воздействия. Нет ничего вечного: в конце концов, изнашивается одежда, обувь и т. д., которые мы но­сим, когда-нибудь может выйти из строя и ваш трансформатор. Од­нако, учитывая невысокие затраты на изготовление самодельного сварочного аппарата в сочетании со значительными объемами вы­полненных работ, в конечном итоге эксплуатация даже собранной на скорую руку, далеко не идеальной сварки становится весьма выгод­ным делом. С другой стороны, собранный качественно самодельный сварочный трансформатор может ничем не поступаться промышлен-. ными изделиями, и то даже и превосходить некоторые из них.
...
Наиболее распространенным типом среди сварочных трансфор­маторов промышленного изготовления являются всевозможные ва­рианты П-образных трансформаторов. Немудрено, что именно этот тип трансформатора завоевал наибольшую популярность и среди са­модельных конструкций. Его отличительными особенностями явля­ются хорошие сварочные характеристики и относительная простота в изготовлении. Основные части любого трансформатора—катушки и набор магнитопровода здесь обычно собираются отдельно друг от друга, что удобно, и лишь в конце объединяются в единую конструк­цию. Раздельное изготовление каждой катушки не только упрощает процесс сборки, но и повышает добротность и надежность конструк­ции, так как в этом случае возможно применить и рационально раз­местить более жесткие провода большего сечения. Надо отметить, что подобной эффективностью при сборке отличаются далеко не все типы конструкций самодельных трансформаторов.
...
Магаитопровод П-образного трансформатора состоит из набора пластин и имеет прямоугольную форму с катушками с обеих сторон на длинных частях плеч. Методика для расчета оптимального вари­анта такого трасформатора была представлена в предыдущей главе. Однако в самодельных конструкциях чаще всего используется более свободный подбор параметров обмоток и магнитопровода, которые
...
могут сильно отличаться от рекомендуемых стандартной методикой значений, что, надо сказать, не сильно ухудшает сварочные характе­ристики трансформатора в целом. В этом случае можно пользоваться Упрощенной методикой расчета, приведенной ранее.
...
Чаще всего наиболее дефицитным элементом самодельной кон­струкции является магнитопровод. Поэтому сварочные трансформа­торы обычно мотаются исходя из имеющегося на руках магнитопро­вода. Сечение набора пластин при этом может лежать в интервале 25...60 см2. Геометрические размеры, грубо говоря, можно огово­рить так: минимальный — такой, чтобы влезли катушки с проводом; максимальный — такой, чтобы можно было поднять.
...
Магнитопровод П-образного трансформатора собирается из пла­стин двух типов: одинаковой ширины и толщины, но разной длины. Более длинные пластины идут под плечи катушек; короткие на замы­вающие плечи. Хотя и это условие может быть нарушено, на худой конец, магнитопровод можно собрать из пластин одинаковой длины, тогда он получится квадратным. Ухудшение сварочных характери­стик в этом случае не будет слишком заметно, хотя заметной может оказаться прибавка в весе менее рацинально собранного железа. При сборке направление пластин может чередоваться — одна через одну; или же можно чередовать пакетами по три пластины, последнее рас­пространено при промышленной сборке. Хотя при ручной сборке на­бор пакетами по три не даст ощутимых преимуществ: во-первых, придется сортировать пластины по три штуки, а во-вторых, нужно будет потом еще отсчитывать по три пластины в наборе всей пачки при установке заключительного плеча.
...
В самодельных и бытовых конструкциях главным образом отра­батываются самые простые схемы П-образного сварочного транс­форматора, по большей части с компоновкой обмоток (рис. 2.1). По­лучившие распространение в промышленных аппаратах, более слож­ные схемы с подвижными обмотками, магнитным шунтированием магнитопровода, интегрированным в магнитопровод дросселем в бы­ту, как правило, не используются ввиду сложности реализации и зна­чительной прибавки в весе.
...
Если схема трансформатора выполнена по (рис. 2.1), то на проти­воположных плечах в идеале должно размещаться ровно по полови­не первичной и вторичной обмоток трансформатора. Однако на
...
Теоретически схема (рис. 2.1) считается схемой силового транс­форматора, у которого магнитное рассеивание минимально, — в идеале его внешняя характеристика должна устремляться в сторону жесткой. Однако, как многие уже успели испытать на практике, в ре­альной жизни нет ничего идеального. На самом деле такие трансфор­маторы обладают нормальными сварочными характеристиками, да­же если они выполнены на компактных магнитопроводах с плотно сидящими обмотками, то и при этом не приходится прибегать к ка­ким-либо дополнительным средствам улучшения горения дуги. Под­тверждение тому — тысячи изготовленных и успешно эксплуатируе­мых самодельных конструкций, выполненных по подобной схеме. Кроме того, эта схема может обеспечить наивысший КПД, а значит, максимальную выходную мощность сварки. Тем более что характе­ристику вполне можно подправить сразу же в процессе изготовле­ния, увеличив магнитное рассеивание путем добавления воздушных зазоров между слоями обмоток.
...
Кроме приведенных выше схем реже используются и другие спо­собы расположения обмоток (рис. 2.2, 2.3). Что это может дать? Рас­смотрим два крайних случая (рис. 2.1), (рис. 2.2, а).
...
этот случай достаточно редкий. Для примера я приведу характеристи­ки П-образного трансформатора, который изготавливался на одном и том же магнитопроводе сначала по одной, а потом по другой схеме расположения обмоток. Трансформатор этот намотан на магнитопро­воде с внешними размерами 15,4 х 18 см, сечение — 34,5 см2. Его первичная обмотка и в первом и во втором случае содержала 260 вит­ков 02,4 мм, вторичная имеет выход на 47 В при холостом ходе.
...
В первом случае (рис. 2.1) трансформатор развивал в дуговом ре­жиме ток около 160 А, а отношение тока сварки к току короткого за­мыкания у него было типично для таких сварочных трансформато­ров, т. е.(
...
В промышленных технологиях считается, что чем меньше при­рост тока при коротком замыкании, тем лучше. Это справедливо в том случае, если сварка ведется длинными швами на хорошо подго­товленных поверхностях при четко установленном токе и длине ду­ги. Невысокий ток короткого замыкания уменьшает риск прожечь металл, особенно при работе с электродами небольшого диаметра и изящными изделиями из тонкой стали. А вот при резке металла, ко­гда требуется «выдувать» дугой излишки металла, невысокий ток ко­роткого замыкания как раз некстати. Это справедливо и в том случае, если приходится варить массивные изделия с неровными краями на предельном для трансформатора и электрода токе.
...
Однако может существовать и промежуточный вариант располо­жения обмоток, к тому же иногда он бывает чрезвычайно целесооб­разен (рис. 2.3). В этом случае часть вторичной обмотки намотана поверх первичной, а оставшаяся часть на противоположном плече, где витков первичной нет. При промежуточном варианте достигается больший прирост тока короткого замыкания по сравнению со схемой (рис. 2.2, а),
...
проводом. Как известно, для уменьшения мощности следует увели­чивать количество витков первичной обмотки, что влечет за собой увеличение числа витков и вторичной, — приходится больше мотать провода, провод занимает место. В компактных магнитопроводах может оказаться, что места для лишних витков попросту нет. Тогда придет на помощь комбинированная схема (рис. 2.3), когда уменьше­ние мощности ведется не за счет витков, а за счет иного расположе­ния обмоток. При этом одна секция вторичной обмотки может содер­жать 30...60% от полного числа вторичных витков. Чем большая часть витков вторичной обмотки расположена поверх первичной, тем большей будет выходная мощность при сварке.
...
Теперь коснемся некоторых практических моментов изготовле­ния П-образного трансформатора общего характера. Выгодное отли­чие П-образного трансформатора в том, что катушки можно изгото­вить отдельно от магнитопровода. В некоторых других типах само­дельных сварочных трансформаторов так поступить нельзя, о чем будет сказано далее, что, конечно же, усложняет процесс изготовле­ния. Перед намоткой катушек сначала для них необходимо изгото­вить каркасы, куда и будет укладываться провод. В простейшем случае каркас может быть сделан из нескольких слоев толстого кар­тона, свернутого в виде короба. Но лучше каркас сделать из более жесткого материала: ДВП, текстолита, фанеры и т. д. Внутренние размеры каркаса делаются несколько большими, чем сечение магни­топровода, хотя бы по бокам так, чтобы между ними оставались за­зоры по несколько миллиметров. В зазоры потом забиваются фик­сирующие колышки.
...
При намотке катушки внутрь каркаса необходимо временно по­местить какой-нибудь жесткий материал, заполняющий весь его внутренний объем, обычно дерево. При укладке жесткого провода придется прилагать значительные усилия, это может деформировать и испортить каркас, именно поэтому и требуется временная внутрен­няя набивка. Ни в коем случае нельзя использовать один сплошной деревянный брус — если его сильно ужмет, то потом невозможно бу­дет извлечь из каркаса без риска повреждения готовой обмотки. Луч­ше вставить 2...3 сложенных вместе доски, тогда одну из них всегда можно будет безболезненно удалить, после чего выйдут и остальные.
...
Боковые щечки на каркасах сварочных трансформаторов можно не делать, они будут только препятствовать оттоку тепла из внут­ренних слоев обмоток. Однако каждый слой провода необходимо надежно фиксировать. Для этого под слой провода в 3...4 местах с разных сторон поперек виткам ложатся отрезки киперной ленты из ткани или грубые веревочки, после завершения слоя лента стягива­ется и завязывается, таким образом витки надежно фиксируются друг к другу.
...
Между слоями провода укладывается изоляция. Это может быть лакоткань, киперная или лента из стеклоткани. В некоторых случаях межслоевая изоляция может занимать значительный объем и препят­ствовать охлаждению трансформатора, что особенно актуально для компактных конструкций с ограниченным объемом магнитопровода. В последнем случае в качестве межслоевой изоляции можно исполь­зовать несколько слоев обычного скотча, что почти не добавляет объема обмотки. Однако перед употреблением скотч необходимо проверять, отбирая наиболее крепкие и грубые ленты, избегая тонко­го и ветхого материала. ПХВ-изоленту лучше внутри обмоток не ис­пользовать, так как при нагреве она становится мягкой и может по­степенно продавливаться проводами.
...
Некоторые авторы рекомендуют пропитывать готовые обмотки специальным пропиточным лаком или же покрывать слои провода эмалевой краской. Но здесь нужно учитывать, что пропиточный лак по технологии сохнет только при высокой температуре, для чего ис­пользуются сушильные шкафы. Применение красок и лаков может привести к отрицательным последствиям в будущем, если предпола­гается перемотка катушек, полностью такую возможность в само­дельном трансформаторе исключить нельзя. Высохшая краска на­мертво склеивает витки обмотки и часто их рассоединение возможно только вместе с сдиранием собственной изоляционной оболочки провода, после чего провод приходит в негодность.
...
Между слоями провода и между обмотками рекомендуется встав­лять поперечные планки толщиной 7... 10 мм. Планки служат прежде всего для образования внутри обмоток воздушных зазоров, через ко­торые будет выходить теплый воздух, таким образом, улучшится вентиляция и температурный режим трансформатора. Кроме того, зазоры увеличивают объем катушек, а значит, и магнитное рассеива-
...
ние трансформатора, что самым положительным образом сказывает­ся на его сварочных характеристиках. Планки могут быть изготовле­ны из дерева или какого-либо другого диэлектрического материала. Их ставят несколько штук по длине витка катушки с определенными интервалами. В компактных магнитопроводах с внутренней стороны планки не ставятся, чтобы не занимать лишний объем окна. Имеет смысл устанавливать планки через каждые два слоя провода (кроме первого слоя), тогда каждый слой одной стороной будет выходить на воздушный зазор (рис. 2.4).
...
В некоторых случаях, если размеры магнитопровода позволяют, легче изготовить каркас для обмоток круглого сечения, особенно ес­ли есть отрезки подходящей картонной или пластмассовой трубы. Мотать на круглом каркасе легче, тем более обеспечивается лучшая сохранность провода, так как теперь отсутствуют прямые изгибы на
...
углах. Увеличенные зазоры между каркасом и магнитопроводом за­полняются деревянными кольями соответствующих размеров и фор­мы (рис. 2.5).
...
На завершающей стадии сборки классического П-образного трансформатора готовые катушки одеваются на уже сложенный П-образный фрагмент магнитопровода, после чего набиваются пла­стины заключительного верхнего плеча. Потом магнитопровод плот­но стягивается на краях с помощью пластин и шпилек, а в зазоры ме­жду каркасами катушек и железом забиваются фиксирующие ко­лышки. В некоторых случаях пластины имеют на краях отверстия, что дает^ возможность стягивать магнитопровод шпильками сквозь отверстия по его углам. В этом случае шпильки следует изолировать: натянуть кембрик, обмотать изолентой или просто покрасить. Также следует обязательно изолировать шпильки и гайки от стягивающих пакеты пластин, подложив в места сопряжения изолирующие шайбы. Если этого не сделать, то будет иметь место ситуация, аналогичная Короткозамкнутому витку, и, как следствие, разогрев магнитопрово­да, падение мощности и ухудшение свойств трансформатора.
...
Чаще всего именно магнитопровод является наиболее дефицит­ным материалом при изготовлении сварочного трансформатора. Для самодельных конструкций обычно используются пакеты пластинок
...
трансформаторного железа, снятые с негодных одно- и трехфазных промышленных трансформаторов разного назначения. Однако, если с железом особенно туго, для изготовления П-образного трансфор­матора можно использовать и крупные Ш-образные пластины. Для ■его из последних зубилом вырубаются средние сегменты, в резуль­тате из них получаются П-образные пластины (рис. 2.6). Недостаток такого решения в том, что теперь, если катушки мотать отдельно от магнитопровода, при сборке их можно будет посадить лишь на ко­роткие плечи, так как у большинства Ш-образных трансформаторов ширина пластины больше высоты. Я испробовал такой трансформа­тор, магнитопровод которого (34,5 см ) был собран из переделанных пластин (154 х 180 мм), взятых из двух Ш-образных трансформато­ров. В процессе изготовления было принято решение устанавливать катушки, как и положено, на длинные плечи; поэтому обмотки нама­тывались на уже собранный магнитопровод, каждый виток протяги­вался через окно. Вторичная обмотка была изготовлена из гибкого многожильного провода, собранного из жил диаметром 0,85 мм об­щим сечением 20 мм2. Технология изготовления гибких шин провода была описана ранее. Испытания показали высокий КПД и выходную мощность трансформатора такого конструктивного типа.
...
Определяющим моментом в процессе изготовления является вы­бор сечения магнитопровода и расчет витков обмоток. Методики рас­чета сварочных трансформаторов приведены в предыдущей главе. Так как обычно трансформатор мотается на том материале, который уже есть, то задающим звеном здесь обычно является магнитопровод. Причем при самостоятельном изготовлении обычно стремятся не сколько собрать оптимальную схему согласно стандартной методике, сколько сэкономить на материале. Как известно, количество витков
...
обмоток обратно пропорционально площади сечения магнитопрово­да: чем больше сечение набора железа, тем меньше провода придется мотать, а значит, можно сэкономить на проводе, но за это придется платить немалым излишком веса трансформаторного железа. В слу­чае П-образного трансформатора сечение магнитопровода выставля­ется количеством вставленных в пакеты пластинок трансформатор­ного железа. Не имеет смысла делать магнитопроводы сечением больше 60 см2, оптимальным же является сечение, близкое к 30 см2.
...
Конечные участки первичной обмотки имеет смысл выполнить с несколькими отводами через 15. ..25 витков, тогда можно будет под­регулировать мощность трансформатора (рис. 2.7). Вторичную об­мотку следует рассчитать так, чтобы при включении в сеть макси­мального количества витков первичной обмотки, т. ё. при минималь­ной мощности, выходное напряжение приближалось к 50 В, в крайнем случае к 42 В. Тогда при уменьшении через отводы количества рабо­тающих витков первичной обмотки напряжение на выходе будет по­вышаться вместе с увеличением мощности.
...
Принципиальное значение имеет способ соединения между собой находящихся на разных плечах обмоток. Так как магнитный поток в магнитопроводе циркулирует, то взаимное направление потоков в противоположных плечах должно быть соответственно направлено в разные стороны относительно их продольных осей. Это значит, что направление течения тока в витках катушек на разных плечах должно быть в разные стороны: в одной — за часовой стрелкой; в другой — против часовой. Имеет смысл намотать все обмотки в одну сторо­ну — сделать их одинаковыми. Тогда для осуществления вышеука­занных условий обмотки на разных плечах нужно будет соединить между собой началами, что удобно. Последние же верхние витки бу­дут включаться в питающую или сварочную цепь, соответственно
...
для первичной или вторичной обмоток. Если обмотки соединить не­правильно — в противофазе, то в случае первичной — трансформа­тор возьмет непомерный ток и будет сильно гудеть при включении; для вторичной — выходное напряжение будет близко к нулю.
...
В этом разделе были рассмотрены основные практические мо­менты в изготовлении наиболее распространенного в промышленно­сти и в быту П-образного типа сварочного трансформатора. Но дале-|со
...
Распространенным материалом для изготовления самодельных сварочных трансформаторов издавна являются сгоревшие ЛАТРы (лабораторный автотрансформатор). Те, кто имел с ними дело, хоро­шо знают, что это такое. Как правило, все ЛАТРы имеют примерно одинаковый внешний вид: хорошо вентилируемый жестяной корпус круглой формы с жестяной же или эбонитовой лицевой крышкой со шкалой от 0 до 250 В и вращающейся рукояткой. Внутри корпуса на­ходится тороидальный автотрансформатор, выполненный на магни­топроводе значительного сечения. Именно этот сердечник-магнито-
...
1 провод понадобится от ЛАТРа для изготовления сварочного транс­форматора. Для трансформатора обычно требуется два одинаковых кольца-магнитопровода от крупных ЛАТРов.
...
2 до 10 А, не все из них годятся для изготовления трансформаторов для сварки, только те, размеры магнитопроводов которых позволяют уложить необходимое количество витков. Наиболее распространен­ным среди них, наверное, является автотрансформатор типа ЛАТР ТМ. ЛАТР ЇМ в зависимости от провода обмотки рассчитан на токи 16,7.. .9 А, хотя размеры самого автотрансформатора от этого не меня-
...
Сварочный трансформатор на магнитопроводе от ЛАТРов
...
Существуют ЛАТРы и с более объемными кольцами-магнитоп-рводами, например РНО-250-2 и др. Они намного лучше подходят для изготовления сварочных трансформаторов, но менее распростра­нены. У других автотрансформаторов, аналогичных по параметрам ЛАТР 1М, например АОСН-8-220, магнитопровод имеет другие раз­меры: внешний диаметр кольца больше, но зато меньше высота и диа­метр окна d=65
...
В начале изготовления трансформатора необходимо изолировать оба кольца. Особое внимание при этом обратите на углы краев ко­лец — они острые, могут запросто разрезать наложенную изоляцию, а потом замкнуть собой провод обмотки. Углы лучше сначала не­сколько сгладить напильником, а потом вдоль наложить какую-ни-
...
будь крепкую и эластичную ленту, например, плотную киперную гили разрезанную вдоль трубку кембрика. Сверху кольца каждое от­дельно обматывается нетолстым слоем тканевой изоляции.
...
. Далее изолированные кольца соединяются вместе (рис. 2.8). Кольца плотно стягиваются крепкой лентой, а по бокам фиксируют­ся деревянными колышками, также потом стянутыми изолентой, — ■сердечник магнитопровод для трансформатора готов.
...
Следующий шаг самый ответственный — укладка первичной об­мотки. Обмотки этого сварочного трансформатора мотаются по схе­ме (рис. 2.9) — первичная посредине, две секции вторичной на боко­вых плечах. Спецы, знающие этот тип трансформатора, "часто назы­вают его на своеобразном жаргоне «ушастиком», из-за круглых «чебурашкиных ушей», выступающих в разные стороны секций вто­ричной обмотки.
...
На первичную обмотку уходит около 70...80 м провода, который придется каждым витком протягивать через оба окна магнитопрово­да. При этом никак не обойтись без нехитрого приспособления (рис. 2.10). Сначала провод наматывается на деревянное мотовильце и в таком виде без проблем протягивается через окна колец. Провод обмотки может состоять и из кусков, даже метров по десять, если по­лучилось достать только такой. В этом случае он наматывается час­тями, а концы соединяются между собой. Для этого пролуженные кончики соединяются (не скручивая) и скрепляются несколькими витками тонкой медной жилы без изоляции, потом окончательно пропаиваются и изолируются. Такое соединение не дает трещин в проводе и не занимает большого объема.
...
Провод первичной обмотки может иметь диаметр 1,6.. .2,2 мм. Для магнитопроводов, составленных из колец с диаметром окна 70 мм, можно применять провод диаметром не более 2 мм, иначе останется мало места для вторичной обмотки. Содержит первичная обмотка как правило 180...200 витков при нормальном сетевом напряжении, что достаточно для эффективной работы 3-миллиметровым электродом.
...
Итак, предположим, перед вами стоит собранный магнитопро­вод, провод подготовлен и намотан на мотовильце. Приступаем к на­мотке. Как всегда, на конец провода надевается кембрик, который притягивается изолентой к началу первого слоя. Поверхность магни-
...
топровода имеет закругленную форму, поэтому первые слои будут содержать меньше витков, чем последующие — для выравнивания поверхности (рис. 2.11). Провод ложится виток к витку, ни в коем случае не допуская захлестывания провода на провод. Слои провода обязательно изолируются друг от друга. (При работе трансформатор вибрирует. Если провода в лаковой изоляции лежат друг на друге без промежуточной изоляции, то в результате вибрации и трения друг о друга слой лака может разрушиться, и произойдет замыкание.) Опять же, для экономии пространства обмотку следует класть как можно компактнее. На магнитопроводе из некрупных колец межслоевую «оляцию следует использовать потоньше. Для этих целей хорошо подходят небольшие катушки скотча, которые без труда проходят в заполненные окна, а сам скотч не занимает лишнего объема. Не сле­дует стремиться намотать первичную обмотку быстро и за один раз. Процесс этот медленный, а после укладки жестких проводов начина­ют болеть пальцы. Лучше сделать это за 2...3 подхода — ведь каче­ство важнее скорости.
...
Если первичная обмотка изготовлена, большая часть работы вы­полнена, остается вторичная. Но сначала нужно определить количест­во витков вторичной обмотки на заданное напряжение. Для начала включите уже готовую первичную в сеть. Ток холостой ход этого ва­рианта трансформатора небольшой — всего 70... 150 мА, гул транс­форматора должен быть еле слышен. Наматываем на одно из боковых плеч 10 витков любого провода и измеряем выходное напряжение на них. На каждое из боковых плеч приходится по половине магнитного потока, создаваемого на центральном плече, поэтому здесь на каждый виток вторичной обмотки приходится 0,6.. .0,7 В. Исходя из получен­ного результата, рассчитывается количество витков вторичной обмот-■и, ориентируясь на напряжение 50 В (около 75... 80 витков).
...
Выбор материала вторичной обмотки ограничен оставшимся Вространством окон магнитопровода. Тем более что каждый виток толстого провода придется протягивать по всей длине в узкое окно, и никакая «автоматизация» тут, увы, не поможет. Мне доводилось ви-■зть трансформаторы, сделанные на кольцах ЛАТР 1М, в которые народные умельцы с помощью молотка и собственного терпения впихивали толстенный монолитный медный провод сечением — «квадратов» двадцать. Другое дело, если вы новичок в этом деле, то
...
испытывать судьбу не стоит — разматывать обратно твердую медь так же трудно, как и наматывать. Легче мотать алюминиевым прово­дом сечением 16...20 мм2 . Проще же всего намотать обычным мно­гожильным проводом 16 мм2 в синтетической изоляции — он мяг­кий, гибкий, хорошо изолирован, при работе будет лишь слегка греться. Можно изготовить вторичную обмотку и из нескольких жил медного провода, как это было описано выше.
...
Половина витков вторичной обмотки мотается на одно плечо, по­ловина на другое (рис. 2.9). Если не окажется проводов достаточной длины, можно соединить из кусков — ничего страшного. Намотав обмотки на оба плеча, нужно измерить напряжение на каждой из них, оно может отличаться на 2...3 В — сказываются несколько от­личные свойства магнитопроводов разных ЛАТРов, что особо не влияет на свойства дуги при сварке. Потом обмотки на плечах после­довательно соединяются, но надо следить, чтобы они не оказались в противЪфазе, иначе на выходе получится напряжение, близкое к ну­лю. При напряжении сети 220...230 В сварочный трансформатор данной конструкции должен развивать в дуговом режиме ток 100... 130 А. Ток при коротком замыкании вторичной цепи — до 180 А. К положительным свойствам этого трансформатора можно от­нести также относительно небольшой вес и габариты. Раздельное расположение первичной и секций вторичной обмотки хорошо в том плане, что при аварийной ситуации — выгорании одной из них вто­рая остается невредимой. Хотя чтобы перемотать' первичную, все равно придется снимать и вторичную.
...
Может оказаться, что в окна не удалось вместить все рассчитанные витки вторичной обмотки, и выходное напряжение оказалось ниже желаемого. Рабочий ток уменьшится от этого не сильно. В большей степени понижение напряжения холостого хода влияет на процесс за­жигания дуги. Дуга зажигается легко при напряжениях, близких к 50 В и выше. Хотя дугу можно без особых проблем зажигать и при более низких напряжениях. Мне доводилось работать со сварочными транс­форматорами с выходом 37 В на переменном токе, и при этом качество еще устраивало. Так что если изготовленный транформатор имеет вы­ход около 40 В, то его вполне можно применять для работы. Другое де­ло, если попадутся электроды, рассчитанные на высокие напряже­ния, — некоторые марки электродов работают от 70... 80 В.
...
На кольцах от ЛАТРов можно также изготовить сварочный трансформатор по другой — тороидальной схеме (рис. 2.12). Для этого необходимы также два кольца, лучше от крупных ЛАТРов. Кольца соединяются и изолируются: получается одно кольцо-магни-топровод со значительной площадью сечения. Первичная обмотка содержит столько же витков, как и в предыдущей схеме, но мотается по длине всего кольца и, как правило, ложится в два слоя. Проблема дефицита внутреннего пространства окна магнитопровода такой схе­мы трансформатора стоит еще более остро, чем для предыдущей конструкции. Поэтому изолировать здесь нужно как можно более тонкими слоями и материалами. Нельзя здесь применять и толстые обмоточные провода. Хотя в некоторых установках применяются ЛАТРы особенно больших размеров, только на одном кольце такого можно изготовить тороидальный сварочный трансформатор.
...
Выгодное отличие тороидальной схемы для сварочного транфор-матора — более Высокий КПД. На каждый виток вторичной обмотки теперь будет приходиться более одного вольта напряжения, следова­тельно, «вторичка» будет иметь меньше витков, а выходная мощ­ность будет выше чем, в предыдущей схеме. Однако длина витка на тороидальном магнитопроводе будет больше, и сэкономить на про­воде здесь вряд ли удастся. К недостаткам данной схемы следует от­нести: сложность намотки, ограниченный объем окна, невозмож-
...
гость использования провода большого сечения, а также большую интенсивность нагрева. Если в предыдущем варианте все обмотки находились раздельно и хоть частично имели контакт с воздухом, то теперь первичная обмотка находится полностью под вторичной, и их нагрев взаимоусиливается.
...
Применить для вторичной обмотки жесткие провода сложно. Ее легче намотать мягким многожильным или изготовленным из не­скольких жил проводом. Если правильно подобрать все провода и аккуратно их уложить, то в пространство окна магнитопровода вме­стится необходимое количество витков вторичной обмотки и на вы­ходе трансформатора получится нужное напряжение. Характеристи­ка горения дуги у тороидального трансформатора хорошая.
...
Иногда из нескольких колец ЛАТРов делают тороидальный сва­рочный трансформатор, но ставят их не друг на друга торцами, а пере­матывают железные полосы ленты из одного на другой. Для этого сначала из одного кольца выбираются внутренние витки полос—что­бы расширить окно. Кольца других ЛАТРов распускаются полностью на полосы ленты, которые потом как можно плотнее наматываются на наружный диаметр первого кольца. После этого собранный единый магнитопровод очень плотно обматывается изолирующей лентой. Та­ким образом, получается кольцо-магнитопровод с более объемным внутренним пространством, чем у всех предыдущих. В такой можно будет вместить провод значительного сечения, и сделать это будет го­раздо проще. Необходимое количество витков рассчитывается по площади сечения собранного кольца. К недостаткам этой конструк­ции следует отнести трудоемкость изготовления магнитопровода. Тем более что как не старайся, а вручную намотать железные полосы друг на друга так же плотно, как раньше, все равно не удастся. В результате магнитопровод получается хлипким. При работе в режи­ме сварки железо в нем сильно вибрирует, издавая мощный гул.
...
Иногда родные обмотки ЛАТРов подгорают только с одного края на токоотводной дорожке, а то и вообще остаются невредимыми. То­гда возникает соблазн избавить себя от лишних усилий и использо­вать уже готовую, прекрасно уложенную первичную обмотку одного кольца. Практика показывает, что в принципе реализовать эту идею можно — правда, польза из такой затеи будет минимальна. Обмотка ЛАТР 1М имеет 265 витков провода диаметром 1 мм. Если намотать
...
'вторичную прямо на нее, то трансформатор станет развивать непо­мерную для себя мощность, быстро нагреется и выйдет из строя. Ведь реально родная обмотка ЛАТРа может работать на небольшой мощности — только разве что для 02 мм электродов, которым дос­таточно тока 50.. .60 А. Тогда по первичной обмотке трансформатора должен течь ток около 15 А. Для такой мощности первичная обмотка трансформатора из одного ЛАТРа должна содержать около 400 вит­ков. Их можно домотать, предварительно покрыв лаком токоотводя-Вую дорожку и изолировав родную обмотку ЛАТРа. Можно посту­пить и по-другому —г не доматывать витки, а погасить мощность бал­ластным сопротивлением, включенным в цепь первичной или вторичной обмотки. В качестве активного сопротивления можно ис­пользовать батарею параллельно соединенных мощных проволоч­ных резисторов, например ПЭВ-50...100, суммарным сопротивлени­ем до 10 Ом, включенных в цепь первичной обмотки. Во время рабо­ты резисторы сильно греются, чтобы избежать этого, их можно заменить реактивным сопротивлением — дросселем. Дроссель мота­ется на каркасе 100...200-ватного трансформатора, с количеством витков 200... 100, либо же витки подбираются экспериментально. Хотя сварочный трансформатор будет обладать значительно лучшей иарактеристикой, если балластное сопротивление (сотые доли ома) включено на выходе вторичной обмотки. Для этого используется от­резок толстого высокоомного провода, навитого в спираль, длина ко­торого подбирается экспериментально.
...
. В некоторых приборах использовались ЛАТРы особенно круп­ных размеров. Только на одном кольце от такого можно намотать полноценный сварочный трансформатор. В вышеописанных конст­рукциях приходилось использовать по два кольца: это делалось не сколько из-за необходимости наращивания площади сечения магни­топровода, сколько для уменьшения количества витков, иначе они просто не вместились бы в узких окнах. В принципе для сварочного трансформатора было бы достаточно площади сечения и одного кольца: он бы имел даже лучшие характеристики, так как плотность магнитного потока была бы более близка к оптимальным значениям. Но проблема заключается в том, что магнитопроводы меньшей пло­щади неизбежно требуют большего количества витков, что увеличи­вает объем катушек и требует большего пространства окон. Далее
...
мы рассмотрим еще один тороидальный трансформатор для сварки, однако построенный на совершенно ином, весьма оригинальном маг­нитопроводе. ..
...
От ЛАТРов перейдем к следующему распространенному источ­нику получения хороших магнитопроводов для сварочных транс­форматоров. Часто тороидальные сварочные трансформаторы мота­ют на->материале магнитопровода, взятого из вышедшего из строя крупного асинхронного трехфазного электродвигателя. Асинхрон­ные электродвигатели наиболее распространены в промышленности и в оборудовании среди других типов моторов. Для изготовления сварочного трансформатора подходят двигатели мощностью, близ­кой 4 кВа и более.
...
Конструкция асинхронного электродвигателя достаточно про­ста — состоит он из вращающегося на валу ротора и неподвижного статора, впрессованного в металлический корпус мотора. Соединяет­ся все это двумя боковыми крышками, стянутыми между собой шпильками. Разобрать его очень просто, достаточно открутить гайки на шпильках крышек. В данном случае для нас интерес представляет только статор.
...
Статор состоит из набора пластин железа — магнитопровода круглой формы с установленными на нем обмотками. Форма магни­топровода статора не совсем кольцевая, с внутренней стороны у него есть продольные пазы, в которые и уложены обмотки двигателя. У различных марок двигателей даже одинаковой мощности могут быть статоры с различными геометрическими размерами. Для изго­товления трансформаторов лучше подходят те, у которых диаметр корпуса побольше, а длина, соответственно меньше.
...
Самая важная для нас часть в статоре — кольцо магнитопровода, все остальное только мешает. Магнитопровод запрессован в чугун­ный или алюминиевый корпус двигателя. В пазы магнитопровода плотно уложены провода, которые необходимо удалить. Сделать это лучше, когда статор находится еще запрессованным в корпусе. Для этого с одной стороны статора все выходы обмоток бывшего двига-
...
Сварочный трансформатор на магнитопроводе из статора электродвигателя
...
>теля обрубаются под торец острым зубилом. С противоположной | стороны провод обрезать на следует — там обмотки образуют что-то ( вроде петель, за которые можно будет вытянуть оставшиеся провода. [ С помощью монтировки или мощной отвертки изгибы петель прово-\ да подваживаются и вытаскиваются по несколько проводков за один \ раз. Торец корпуса двигателя при этом служит упором, создавая ры-чаг. Провода выходят легче, если их сначала обжечь. Обжигать мож-'но паяльной лампой, направляя струю пламени строго вдоль паза. I
...
При удалении корпуса сразу надо обратить внимание на способ (скрепления набора пластин магнитопровода. Пластины могут быть р
...
Если кольцо магнитопровода двигателя уже надежно скреплено и р отделено от обмоток и корпуса, то оно плотно изолируется, при этом г
...
Иногда можно услышать, что оставшиеся пазы обмоток надо то-[же набить трансформаторным железом, якобы для увеличения пло­щади магнитопровода. Делать это ни в коем случае нельзя: иначе свойства трансформатора резко ухудшатся, он начнет потреблять не-
...
померный ток, а его магнитопровод будет сильно греться даже в ре­жиме холостого хода. Все-таки испещренная пазами форма многим не нравится. И некоторые авторы рекомендуют полностью вырубить выступы пазов остро заточенным зубилом. Несомненно, после такой архисложной операции улучшится как форма магнитопровода, так и после удаления бесполезных элементов уменьшится его вес. Однако на сварочные свойства трансформатора пазы в общем-то влияют ма­ло — сварочные характеристики остаются хорошими. По этой при­чине в большинстве своем никто пазов этих не трогает.
...
Кольцо статора имеет внушительные размеры — если внутрен­ний диаметр порядка 150 мм, то в такой можно уложить провод зна­чительного сечения, не беспокоясь о запасе места. Площадь попереч­ного сечения такого магнитопровода периодически меняется по дли­не кольца из-за пазов, внутри паза ее значение намного меньше. Именно на это эффективное меньшее значение и следует ориентиро­ваться при расчете количества витков первичной обмотки (рис. 2.13).
...
Для примера приведу параметры реально существующего свароч­ного трансформатора, изготовленного мной из статора электродвига­теля. Для него использовался трехфазный асинхронный двигатель мощностью 4,18 кВа с внутренним диаметром кольца магнитопрово­да 150 мм, внешним — 240 мм и высотой кольца-магнитопровода 122 мм. Эффективная площадь сечения магнитопровода в этом слу­чае равна 29 см2. Набор пластин магнитопровода изначально был не скреплен, поэтому его пришлось проварить продольными швами по внешней стороне кольца. Каких-либо явно выраженных отрицатель­ных последствий, связанных с токами Фуко, как я того опасался, сварные швы не вызвали. Мало того, к той же наружной части магни­топровода были приварено три установочные лапы для крепления
...
трансформатора. Первичная обмотка тороидального трансформатора имеет 315 витков медным проводом диаметром 2,2 мм, вторичная рассчитана на напряжение 50 В и выполнена из нескольких проводов ПЭВ общим сечением 22 мм2. Первичная обмотка намотана в два с лишним слоя, вторичная уложена на 3/4 длины кольца. Трансформа­тор в дуговом режиме развивает ток порядка 180 А, при напряжении питания 230 В. Заметным недостатком трансформатора можно счи-ггать разве что его немалый вес — около 40 кг в корпусе.
...
При намотке вторичной обмотки тороидального трансформатора ее желательно укладывать так, чтобы она не перекрывала последнею часть первичной, тогда первичную обмотку всегда можно будет домо­тать или отмотать при окончательной настройке. Такой трансформа­тор можно намотать и с разнесенными на разные плечи обмотками 1рис.
...
У описанных ранее конструкций сварочных трансформаторов есть некоторые общие недостатки, например, сложности с приобре­тением магнитопровода, ведь далеко не каждый сможет найти подхо­дящий пакет пластин трансформаторного железа, а тем более достать кольца от ЛАТРов или подходящий статор от электродвигателя. Кро-
...
ме того, многие конструкции сложны в изготовлении из-за необходи­мости мотать обмотки, каждый раз протягивая провод через окно сердечника, да и у П-образных трансформаторов укладка и набивка пластин магнитопровода занимает немало времени.
...
Не раз сталкиваясь с вышеприведенными проблемами, я в конце концов пришел к разработке и изготовлению сварочного трансфор­матора собственной конструкции, у которого потребность в дефи­цитных материалах сведена, как мне кажется, до минимума. Он не имеет указанных недостатков и может быть легко реализован в до­машних условиях. В качестве исходного материала для данной кон­струкции используется очень распространенный материал — части от телевизионных трансформаторов.
...
В старых отечественных цветных телевизорах использовались крупные, увесистые сетевые трансформаторы: в основном ТС-270, ТС-310, СТ-270. Эти трансформаторы имеют и
...
выми торцами друг к другу и стягиваются прежними хомутами-карка-\ сами. При этом выступающие за боковой торец части металлических , каркасов необходимо подрезать: на центральном магнитопроводе с ! обеих сторон, у боковых — лишь с одной, внутренней стороны. В ре­зультате получается единый магнитопровод большого сечения, кото-ьрый можно легко собрать и разобрать.
...
При разборке телевизионных трансформаторов необходимо сра­зу же обозначить сопрягаемые на них стороны половинок магнито-проводов, это делается для того, чтобы при сборке не перепутать по-■ ловинки от разных сердечников, и они состыковались точно в том же положении, что и были собраны на заводе.
...
Объем окна получившегося магнитопровода позволяет использо­вать для первичной обмотки провод диаметром до 1,6 мм, а для вто­ричной шину прямоугольного сечения 10 мм2 или многожильный ' провод, - изготовленный из пучка тонких проводов диаметром 0,6...0,8 мм, того же сечения, хотя прямоугольная шина компактнее. Это, конечно, маловато как для полноценного сварочного трансфор­матора, однако оправдывает себя в случае непродолжительных ра-1бот, учитывая невысокие затраты на изготовление данной конструк­ции. Обмотки мотаются на картонных каркасах отдельно от магнито-
...
провода, что, несомненно, удобно. Картонный каркас можно изготовить из пары родных каркасов трансформатора, выкинув из них с одной узкой стороны боковые щечки, а натоместь широкие щечки склеить между собой с помощью дополнительных полос же­сткого картона. При намотке внутрь картонных каркасов обязатель­но надо плотно вложить несколько обрезков деревянных дощечек, но только не одну, иначе ее ужмет обмотка и она не выйдет обратно. Обмотки необходимо укладывать виток к витку, как можно плотнее, межслоевая изоляция должна быть как можно тоньше. С внешней стороны после первого слоя провода и далее через каждые два необ­ходимо вставлять деревянные вставки (рис. 2.16), чтобы обеспечить зазоры и вентиляцию обмоток.
...
Вторичную обмотку лучше всего изготовить из шины прямо­угольного сечения 10 мм2, так она займет наименьший объем. Если же шиной вы не разжились и решили изготовить провод вторичной обмотки из пучка завалявшихся тонких проводов, как это было опи­сано выше, то будьте готовы к возможным затруднениям с ее уклад­кой. В случае многожильного провода вторичной обмотки может оказаться, что она не влезает в положенный объем каркаса: в основ­ном из-за коробления пружинящих витков, а лучше утянуть ее не по­лучается, так как будет разрушаться сам каркас. В этом случае при­дется отказаться от удобной намотки вторички отдельно от магнито-
...
провода. Вторичную обмотку опять же придется мотать на уже собранный, с установленной катушкой первичной обмотки магнито­провод, протягивая каждый ее виток через окно. На жестком магни­топроводе гибкий провод удастся утянуть значительно плотнее, чем Сна картонном каркасе, и в окно войдет большее количество витков.
...
При сборке магнитопровода особое внимание следует уделить .надежности крепления и плотности прилегания отдельных и
...
На особом месте при сборке такого трансформатора стоит расчет витков и расположение обмоток. Так как внутреннее пространство магнитопровода сильно ограничено, то я отказался от разделения первичной обмотки на две секции. Вся первичная обмотка намотана на одном плече, таким образом удается сэкономить место и упро­стить конструкцию. Вторая проблема -— мощность. Ясно, что при ис­пользовании провода относительно небольшого сечения развиваемая трансформатором мощность не должна быть слишком большой. Классический способ уменьшения мощности сварочных трансфор­маторов — увеличение количества витков обмоток, что в нашем слу­чае не может быть применено из-за ограничений пространства. Я по­шел другим путем, о чем ранее было сказано в разделе П-образного трансформатора, — для установки мощности используется опреде­ленная комбинация расположения обмоток.
...
На моем сварочном трансформаторе, собранном в основном из деталей СТ-270, первичная обмотка содержит 250 витков провода в лаке 01,5 мм, вся она помещена на одном плече. Вторичная обмотка (45 В, многожильный провод 10 мм2) в первом варианте располага­лась полностью на противоположном плече. В такой комбинации сварочный ток равнялся примерно 70 А, и трансформатор отличался совсем небольшим приростом тока в режиме короткого замыкания. ^Гок холостого хода 450 мА при напряжении сети 230 В.
...
Изначально трансформатор предназначался для работы 2-милли­метровыми электродами, с чем вполне справлялся. Однако потом та­кой мощности показалось мало и вторичная обмотка была перемота-
...
на по-другому: 1/3 ее часть была намотана на плече поверх первич­ной, а 2/3 так и остались на противоположном от первичной плече. В этом варианте выходной ток в дуговом режиме увеличился уже примерно до 100 А и стало возможным работать «тройкой». Корпус трансформатора был дополнительно оборудован нагнетающим вен­тилятором. В принципе, таким же образом можно еще более увели­чивать мощность трансформатора, достаточно лишь изменить соот­ношение количества витков секций вторичной обмотки в сторону увеличения витков, уложенных поверх первичной.
...
Достоинство сварочного трансформатора данного типа—просто­та в изготовлении и распространенность материала для него. Основ­ным же недостатком является несовершенство магнитопровода, имеющего сжатый зазор между двумя половинками. При заводском изготовлении у трансформаторов такого типа зазоры магнитопровода заполняются специальным наполнителем. В домашних условиях их приходится стягивать «всухую», что конечно же ухудшает характери­стику и КПД трансформатора. Кроме того, такие магнитопроводы не рассчитаны на большую мощность. В окно небольшого объема не удается уложить толстые провода, что сильно снижает коэффициент продолжительности работы трансформатора в режиме сварки. Надо признать, греется первичная обмотка у этого трансформатора силь­нее, чем, например, обмотка с таким же проводом у сварочного транс­форматора на ЛАТРах — «ушастике». Здесь сказывается как большое количество витков обмоток, так и, вероятно, несовершенство магнит­ной системы трансформатора. Тем не менее данный сварочный транс­форматор можно с успехом использовать в подсобных целях, особен­но для сваривания тонкого автомобильного металла. Он отличается особенно компактными размерами и небольшим весом —14,5 кг.
...
Кроме специального изготовления, трансформатор для сварки можно получить путем переоборудования уже готовых трансформа­торов различного назначения. Мощные трансформаторы подходяще­го типа применяются для создания сетей с напряжением 36, 40 В, обычно в местах с повышенной пожароопасностью, влажностью и
...
для других нужд. Для этих целей используются разные типы транс­форматоров: разных мощностей, включаемых на 220, 380 В по одно-или трехфазной схеме. Наиболее мощные из переносимых типов имеют, как правило, мощность до 2,5 кВа. Провод и железо магнито­провода таких трансформаторов подбираются по мощности, из рас­чета работы в длительном режиме (плотность тока 2...4 А/мм2), по­этому имеют значительные сечения. В режиме дуговой сварки транс­форматор способен развивать мощность в несколько раз выше номинальной, а его провод безбоязненно переносит кратковремен­ные перегрузки тока.
...
I Если вы имеете дело с мощным однофазным трансформатором, который имеет клеммы для включения на 220/380 В и выход 36, воз­можно 12 В, то проблем с его подключением не будет. Не исключе­но, что придется домотать несколько витков вторичной обмотки для повышения выходного напряжения. Подходят трансформаторы с диаметром провода первичной обмотки около 2 мм, имеющие пло-■цадь магнитопровода, как правило, до 60 см2.
...
Существуют трансформаторы на напряжение 36 В, предназначен­ные для включения в трехфазную сеть 380 В. Для переоборудования хорошо подходят трансформаторы с мощностью 2,5 кВа. Другие — 1,25; 1,5 кВа — тоже можно использовать в качестве сварочного трансформатора, но только в кратковременном режиме, так как их об­мотки при значительных для них перегрузках быстро перегреваются.
...
Для использования трехфазных трансформаторов от однофазной сети 220 В их обмотки необходимо соединить между собой опреде­ленным образом. Тогда при хорошем напряжении в сети мощности полученного таким способом уже сварочного трансформатора будет достаточно для работы 4-миллиметровым электродом.
...
Изготовлены трехфазные трансформаторы на трехплечевом Ш-образном магнитопроводе с сечением одного плеча не менее 25 см2 (рис. 2.17). На.каждом плече намотано по две обмотки — внутри первичная и поверх нее вторичная. Таким образом, трансфор­матор имеет шесть обмоток. Для начала необходимо отключить об­мотки от предыдущей схемы и найти начала и концы каждой из них. Катушки среднего плеча в данном случае не понадобятся вообще -— работать будут только обмотки на крайних плечах. Две первичные обмотки с крайних плеч нужно соединить между собой параллельно.
...
Ввиду того, что магнитный поток должен циркулировать в магнито-проводе в одном направлении —- по замкнутому кругу, то катушки на противоположных плечах должны создавать потоки в противопо­ложные стороны относительно, скажем, оси центрального плеча — одна вверх, другая вниз. Так как катушки намотаны одинаково, то токи в них должны течь в противоположных направлениях. Значит, параллельно соединять их нужно разными концами: начало 1-й со­единить с концом 2-й, конец 1-й с началом 2-й (рис. 2.18). Вторичные обмотки соединяются последовательно, соединяясь между собой концами либо началами. Если обмотки подключены правильно, то выходное напряжение холостого хода должно ненамного превышать 50 В. Трансформаторы данного типа часто встроены в удобный ме­таллический корпус с ручками и откидной крышкой. Переоборудова­ние их в сварочные аппараты весьма распространенный случай.
...
Большинство однофазных трансформаторов, использующихся в оборудовании, изготовлены по Ш-образной схеме. Снятые со старо­го оборудования Ш-образные трансформаторы тоже можно переобо-
...
рудовать под сварочные, по крайней мере использовать от них маг­нитопроводы, при условии, что те обладают достаточным сечением и размерами окна сердечника. Но, как правило, большинство прибор­ных трансформаторов обладают весьма ограниченными размерами. Здесь имеет смысл собрать из пластин двух одинаковых трансформа­торов один магнитопровод, нарастив, таким образом, площадь сече­ния. Увеличение сечения магнитопровода дает выигрыш в витках: их теперь придется мотать значительно меньше. А чем меньше витков, тем в меньшее по объему окно можно установить обмотки. Разум­ный предел здесь — 50...60 см2. Если размеры Ш-образного магни­топровода позволяют, то обмотки лучше расположить раздельно ,(рис. 2.19), в таком случае сварочные характеристики трансформато­ра несколько улучшатся.
...
У нас был изготовлен сварочный трансформатор из магнитопро-водов двух одинаковых Ш-образных трансформаторов с внешними размерами Ш-образной пластинки 122 х 182 мм и размерами окон 31 х 90 мм. Площадь сечения сложенного из набора пластин от двух трансформаторов магнитопровода превысила 60 см2, что дало воз­можность до минимума сократить число витков его обмоток. Туда впритык вошла первичная обмотка из 176 витков провода диаметром 1,68 мм и вторичная в два провода диаметром 2,5 мм с выходным на­пряжением 46 В. При сетевом напряжении 235 В трансформатор раз­вил тек дуги 160 А, хотя грелся при этом больше, чем хотелось бы...
...
Как правило, сложенные из пластин сердечники промышленных трансформаторов легко разбираются: тогда снять старые провода и намотать новые обмотки несложно. Известны случаи, когда на Ш-об-разный магнитопровод сначала устанавливалась вторичная обмотка (низкого напряжения), а поверх нее — первичная (высокого напря­жения). Характеристики сварки от этого не ухудшались, но зато уда­валось избежать некоторых проблем. Количество витков вторичной обмотки может быть весьма приблизительным, ориентированным на 40...60 В. Подбирать же, подстраивая сварочный трансформатор под нужную мощность, придется витки первичной обмотки. Так, рассчи­тав и уложив сначала обмотку низкого напряжения, ориентируясь примерно на 50 В, потом можно будет всегда снять или добавить оп­ределенное количество витков с верхней, первичной, обмотки уже готового трансформатора.
...
В отслуживших свой век агрегатах и оборудовании можно встре­тить довольно мощные и крупные трансформаторы. Для стационар­ных трансформаторов никогда не используются предельные возмож­ности ни железа, ни обмоточных проводов — все делается с запасом. Провода часто имеют значительные сечения, так как рассчитаны на плотность тока в 3...4 раза меньше, чем допустимо для сварки. Очень часто большие трансформаторы имеют много вторичных об­моток, рассчитанных на разные напряжения и мощности. Первичная обмотка в трансформаторе всегда одна, и ее провод рассчитан на полную мощность всех вторичных цепей. В этом случае можно оста­вить первичную обмотку полностью или частично отмотать, а все вторичные снять, намотав на их место одну —- толстым проводом: Если же непригодна и первичная обмотка, но сам магнитопровод подходит для изготовления сварочного трансформатора, то придется мотать все обмотки с нуля.
...
В оборудовании чаще используются невысокие напряжения — 12; 27 В. Поэтому мощные, намотанные толстым проводом транс­форматоры могут иметь выход 2 х 12 В, 27 В и др., которые явно не­достаточны для зажигания дуги при сварке. Если имеется два таких трансформатора, то их можно объединить, не переделывая, в один сварочный. Для этого первичные обмотки включаются параллельно, а вторичные соединяются последовательно — и их напряжения сум­мируются. Может оказаться, что такая объединенная сварочная сис-
...
тема будет обладать плохой, близкой к жесткой, характеристикой. Для исправления характеристики необходимо включить в цепь вто­ричной обмотки, последовательно с дугой, балластное сопротивле­ние — отрезок нихромовой или другой высокоомной проволоки. Об­ладая сопротивлением порядка сотых долей ома, она несколько уменьшит мощность трансформатора, но зато это позволит работать
...
Сварочным аппаратом в простейшем виде является один лишь трансформатор с подключенными к нему необходимыми проводами и зажимами, для грубой работы этого вполне достаточно. Многих владельцев сварок это вполне устраивает, и на том они и останавли­ваются. Однако сварочный трансформатор можно превратить в бо­лее совершенную систему, дооборудовав его рядом дополнительных, весьма полезных приспособлений.
...
Никакая серьезная сварочная работа немыслима без возможности регулировки или хотя бы подстройки тока сварочной дуги. Регули­ровка тока позволит использовать разные типы электродов, а значит, работать, с металлом различной толщины, элементами разной формы без риска испортить изделие. Для самодельных сварочных трансфор­маторов уже издавна адаптированы простые и эффективные средства понижения тока. Особенно же удобно проводить сварочные работы, когда ток поддается плавной регулировке, да к тому же он еще и вы­прямленный, то есть постоянный.
...
Начиная масштабные сварочные работы, необходимо четко себе представлять ресурсы и возможности того или иного самодельного или даже промышленного сварочного трансформатора. Не зря же в паспортах фабричных аппаратов указывается весьма важный пара­метр ПР — максимальная продолжительность работы в дуговом ре­жиме. Значение ПР далеко не постоянно и меняется при разных то­ках сварочной дуги. Так, при понижении тока можно себе позволить увеличить продолжительность горения дуги без риска сжечь транс­форматор. Рассчитывается эта закономерность с помощью простых формул.
...
Чтобы сварочный аппарат не был подвержен влиянию всех атмо­сферных стихий и возможным механическим воздействиям, его не­обходимо упрятать в корпус. Однако и здесь не все так просто. Сва­рочный трансформатор — мощный источник электромагнитного из­лучения, и далеко не все материалы одинаково хорошо годятся для его наружной оболочки. Тем более что в некоторых случаях возмож-
...
Глава 3. Дооборудование сварочного трансформатора
...
на еще и потеря мощности из-за индуцируемых в оболочках корпу­сов токов. Не говоря уже о возможности рециркуляции воздуха для охлаждения, а то и принудительного наддува с помощью встроенно­го
...
Сварочный аппарат — мощный источник тока. А большие токи в хозяйстве могут понадобиться не только для одной лишь сварки. Как бы вы посмотрели на то, чтобы превратить вашу сварку еще и в уст­ройство для запуска стартера автомобиля или в зарядное устройство для аккумулятора? В принципе, и с этим нет никаких проблем, даже для уже готовых трансформаторов промышленного изготовления. Но токи еще желательно и измерять, дабы иметь полную картину о происходящих процессах. Учитывая величину тока в сварочном де­ле, это далеко не простая задача, отличающаяся своей спецификой, гтребующая соответствующего оборудования.
...
Если вы житель сельской местности или работаете со сваркой вдалеке от городских электросетей, например, на даче, то вы, воз­можно, не раз сталкивались с неприятной ситуацией потери мощно­сти сварочного трансформатора. Для четкого понимания сути проис­ходящего, я полагаю, вам будут интересны также наглядные расче­ты, основанные на конкретных схемах и примерах.
...
В который раз стоит задуматься о безопасности, работая со свар­кой. В сварочном деле приходится иметь дело с огромными темпера­турами, открытым пламенем, выделяющимися газами; при сварке развиваются высокие токи, работать приходится с постоянно находя­щимися под напряжением деталями. Лишь собственный опыт, везе­ние, но лучше ■— соблюдение всех мер предосторожности смогут обезопасить вас от возможных в этом деле несчастий: пожаров в по­мещениях и ожогов тела, электротравм, поражения глаз и легких...
...
Важной особенностью конструкции любого сварочного аппарата является возможность регулировки рабочего тока. Многие самодель­ные сварки до поры до времени эксплуатируются без каких-либо ре­гулирующих устройств. Однако изменение тока рано или поздно на­верняка понадобится при переходе на более тонкие электроды. Даже
...
если аппарат предполагается эксплуатировать только с одним типом электрода, то и в этом случае не исключена потребность в подстрой­ке тока, скажем, из-за флуктуации напряжения в сети.
...
Существуют различные способы регулировки тока сварочных трансформаторов. Легче всего, еще при намотке обмоток, сделать их с отводами и, переключая количество витков, изменять ток. Однако использовать такой способ можно разве что для подстройки тока, не­жели для его регулировки в широких пределах. Ведь, чтобы умень­шить ток в 2...3 раза, придется слишком увеличивать количество витков первичной обмотки, что неизбежно приведет к падению на­пряжения во вторичной цепи. Либо же придется наращивать витки всех катушек, что приведет к чрезмерному расходу провода, увели­чению габаритов и массы трансформатора.
...
В промышленных аппаратах используются разные способы регу­лировки тока: шунтирование с помощью дросселей всевозможных типов; изменение магнитного потока за счет подвижности обмоток или магнитного шунтирования и др.; применение магазинов актив­ных балластных сопротивлений и реостатов; использование тири-сторных, симисторных и других электронных схем регулирования мощности. Большинство промышленных схем регулирования мощ­ности слишком сложны для полноценной реализации на самодель­ных трансформаторах. Мы рассмотрим лишь их упрощенные, реаль­но используемые в самодельном исполнении способы.
...
Я нисколько не ошибусь, если скажу, что самое широкое распро­странение в народе получил очень простой и надежный способ регули­ровки тока — с помощью включенного на выходе вторичной обмотки балластного сопротивления. Способ не только прост и надежен, но к тому же полезен, так как улучшает внешнюю характеристику транс­форматора, увеличивая крутизну ее падения. В некоторых случаях балластные сопротивления применяются сугубо для исправления же­сткой характеристики источника питания дуги, и добиться этого мож­но только таким способом.
...
Величина балластного сопротивления составляет порядка со­тых — десятых долей ома и подбирается, как правило, эксперимен­тально. Для этих целей издавна применяются мощные проволочные сопротивления, использовавшиеся в подъемных кранах, троллейбу­сах, или отрезки спиралей ТЭНов (теплоэлектронагреватель), куски
...
толстой высокоомной проволоки. Несколько уменьшить ток можно даже с помощью растянутой дверной пружины из стали. Балластное сопротивление может включаться стационарно (рис. 3.1) или так, чтобы потом можно было относительно легко выбрать нужный ток. Один конец такого сопротивления подключается к выходу трансфор­матора, а конец провода «массы» оборудуется съемным зажимом, ко­торый легко перебрасывается по длине спирали сопротивления, вы­бирая нужный ток (рис. 3.2).
...
Большинство проволочных резисторов большой мощности изго­товлены в виде открытой спирали, установленной на керамический каркас длиной до полуметра, как правило, в спираль смотана и прово­лока от ТЭНов. Если резистор изготовлен из магнитных сплавов, то в случае его спиральной компоновки, а тем более с какими-либо сталь­ными элементами конструкции внутри спирали, при прохождении больших токов спираль начинает сильно вибрировать. Ведь спи­раль — это тот же соленоид, а огромные сварочные токи порождают
...
мощные магнитные поля. Уменьшить влияние вибраций можно, рас­тянув спираль и зафиксировав ее на жесткой основе. Кроме спирали, проволоку можно сгибать также змейкой, что тоже уменьшает разме­ры готового резистора. Сечение токопроводящего материала резисто­ра следует подбирать побольше, потому что при работе он сильно греется. Слишком тонкая проволока или лента будет раскаляться до­красна, хотя даже этот артефакт в принципе не исключает эффектив­ность использования ее в качестве балластного сопротивления. О ре­альном значении сопротивления балластных проволочных резисто­ров судить трудно, так как в нагретом состоянии свойства материалов сильно меняются.
...
Промышленностью для сварочных источников тока выпускаются (или выпускались) специальные магазины сопротивлений с переклю­чателями и мощные реостаты. К недостаткам такого рода регулиров­ки надо отнести громоздкость сопротивлений, их сильный нагрев при работе, неудобство при переключении. Но зато балластные сопротив­ления, обладая часто грубой и примитивной конструкцией, улучша­ют внешнюю характеристику трансформатора, сдвигая ее в сторону крутопадающей. Попадаются трансформаторы, которые без балласт­ного сопротивления работают вообще крайне неудовлетворительно.
...
В промышленных аппаратах способ регулировки тока с помощью включения активных сопротивлений, из-за их громоздкости и нагре­ва, не получил распространения. Зато очень широко применяется ре­активное шунтирование — включение во вторичную цепь дросселя. Дроссели имеют разнообразные конструкции, часто объединенные с магнитопроводом трансформатора в одно целое, но сделаны так, что их индуктивность, а значит, реактивное сопротивление регулирует­ся, в основном, перемещением частей магнитопровода. Заодно дрос­сель улучшает процесс горения дуги. Из-за конструктивной сложно­сти дроссели во вторичной цепи самодельных сварочных трансфор­маторов не применяются.
...
Регулировка тока во вторичной цепи сварочного трансформатора в случае самодельных конструкций связана с определенными про­блемами. Через регулирующие устройство проходят значительные токи, что приводит к его громоздкости. Другое неудобство — пере­ключение. Для вторичной цепи практически невозможно подобрать столь мощные стандартные переключатели, чтобы они выдерживали
...
к до 200 А. Другое дело — цепь первичной обмотки, где токи при­мерно в пять раз меньше, переключатели для которых являются шир­потребом. Последовательно с первичной обмоткой, так же, как и в предыдущем случае, можно включать балластные сопротивления. Только в этом случаи сопротивление резисторов должно быть на по­рядок большим, чем в цепи вторичной обмотки. Так, батарея из не­скольких параллельно соединенных резисторов ПЭВ-50...100 сум­марным сопротивлением 6...8 Ом способна понизить'выходной ток вдвое, а то и втрое, в зависимости от конструкции трансформатора. Можно собрать несколько батарей и установить переключатель. Ес­ли же
...
В режиме холостого хода трансформатор потребляет небольшой ток, а значит, его обмотка обладает значительным сопротивлением. Поэтому дополнительные несколько Ом практически никак не ска­зываются на выходном напряжении холостого хода.
...
Вместо резисторов, которые при работе будут сильно греться, в !цепь первичной обмотки можно установигь реактивное сопротивле­ние
...
имеется. Включение реактивного сопротивления в цепь высокого на­пряжения может сильно понижать выходное напряжение холостого хода трансформатора. Падение выходного напряжения наблюдается у трансформаторов с относительно большим током холостого хо­да — 2...3 А. При незначительном потреблении тока — порядка 0,1 А — падение выходного напряжения почти незаметно. Кроме то­го, включенный с первичной обмоткой дроссель может приводить к некоторому ухудшению сварочных характеристик трансформатора, хотя и не настолько, чтобы его нельзя было эксплуатировать. В по­следнем случае все еще сильно зависит от свойств конкретного трансформатора. Для некоторых трансформаторов включение в пер­вичную цепь дросселя никак не сказывается, по крайней мере соглас­но субъективным ощущениям, на качестве горения дуги.
...
В качестве дросселя, для гашения мощности, можно использовать готовую вторичную обмотку какого-нибудь трансформатора, рассчи­танного ла выход около 40 В и мощностью 200.. .300 Вт, тогда ничего переделывать не придется. Хотя все же лучше намотать дроссель спе­циально на отдельном каркасе от такого же трансформатора — 200...300 Вт, например от телевизора, сделав отводы через каждые 30...60 витков, подключенные к переключателю (рис. 3.4). Дроссель можно изготовить и на незамкнутом — прямом сердечнике. Это удоб­но, когда уже есть готовая катушка с несколькими сотнями витков подходящего провода. Тогда внутрь нее надо набить пакет прямых пластин из трансформаторного железа. Необходимое реактивное со­противление выставляется подбором толщины пакета, ориентируясь по сварочному току трансформатора. Для примера: дроссель, изготов­ленный из катушки, содержащей предположительно около 400 витков провода диаметром 1,4 мм, был набит пакетом железа с общим сече­нием 4,5 м2, длиной, равной длине катушки, 14 см. Это позволило уменьшить сварочный ток трансформатора 120 А примерно в два раза. Дроссель такого типа можно сделать и с регулируемым реактив­ным сопротивлением. Для этого можно менять глубину ввода стерж­ня сердечника в полость катушки. Катушка без сердечника обладаег ничтожным сопротивлением, при полностью введенном стержне ее сопротивление максимально. Дроссель, намотанный подходящим проводом, мало греется, но у него сильно вибрирует сердечник. Это надо учитывать при стяжке и фиксации набора пластин железа.
...
В последнее время некоторое распростране­ние получили тиристорные и симисторные схе­мы регулировки мощности. Тиристор — полу­проводниковый прибор (внешне похож на ди-
...
ток через тиристор протекает только в одном направлении. Симисторы отличаются тем, что могут пропускать пе­ременный ток, то есть в оба направления. Симистор можно предста­вить в виде двух параллельно включенных в разных направлениях тиристоров. При подаче на управляющий вывод тиристора или сими-стора напряжения определенной величины прибор открывается и на­чинает свободно пропускать через себя ток. В схемах регулирования мощности, работающих от переменного тока, управляющие импуль­сы обычно поступают на каждом полупериоде. Прибор открывается в строго определенные (задаваемые) моменты времени, обрезая та­ким образом начало каждого полупериода синусоиды тока, что уменьшает суммарную мощность проходящего электрического сиг­нала, притом до какого-то момента (50% мощности) это не влияет на уровень максимальной амплитуды его напряжения.
...
В случае сварочных трансформаторов один симистор может включаться в цепь первичной или вторичной обмотки. Тиристоры же обычно используются в паре, для регулирования тока в обоих на­правлениях. Регулирование мощности происходит способом перио­дического отключения, на фиксированный промежуток времени первичной или вторичной обмотки сварочного трансформатора на каждом полупериоде тока — среднее значение тока при этом умень­шается. Естественно, ток и напряжение после этого не имеют сину­соидальную форму. Такие схемы позволяют регулировать мощность в широких пределах. Человек, разбирающийся в радиоэлектронике, сможет изготовить подобную схему самостоятельно, хотя, надо ска­зать, устройства такого рода нельзя признать совершенными.
...
В разных журналах можно встретить множество очень простых схем с тем же принципом работы, состоящих всего из нескольких де­талей. Предназначены они в основном для регулировки накала лам­почек и электронагревательных приборов. В качестве регуляторов мощности для сварочных трансформаторов некоторые из этих схем можно использовать, однако придегся мириться со следующими не-
...
достатками. У большинства из них шкалы не линейны, а калибровка меняется с изменением напряжения сети, ток через тиристор посте­пенно увеличивается во время работы из-за нагрева элементов схе­мы. Кроме того, обычно заметно гасится выходная мощность даже при максимальном положении отпирания регулятора, к чему свароч­ные трансформаторы очень чувствительны.
...
Часто возникает соблазн использовать в схеме симистор средней мощности, подключив регулирующее устройство к первичной ка­тушке трансформатора, где токи гораздо меньше, чем во вторичной цепи. Конструкция схемы тогда практически не изменится, по срав­нению с.взятым из журнала ее сетевым прототипом общего назначе­ния. В принципе, сделать такое можно, даже некоторые промышлен­ные сварочные аппараты оборудованы подобными устройствами ре­гулировки тока. Однако не удивляйтесь, если при подключении симисторной схемы к первичной обмотке трансформатор начинает стучать уже на холостом ходу. Стук этот слышен в прямом смысле слова, причем у сварочных трансформаторов, до того работавших практически бесшумно. Это и неудивительно, ведь при каждом отпи­рании симистора происходит мгновенное нарастание напряжения, вызывающего мощные кратковременные импульсы ЭДС самоиндук­ции и скачки потребляемого тока. Промышленные аппараты, намо­танные толстым проводом в надежной изоляции, переносят этот изъ­ян питания без каких-либо последствий. Для хилых самодельных конструкций я бы не рекомендовал использовать симистор по пер­вичной обмотке ввиду возможности ее быстрого разрушения.
...
Для самодельных конструкций имеет смысл использовать сими-сторный или тиристорний регуляторы в цепи вторичной обмотки. Это избавит трансформатор от лишних нагрузок. Для этого подойдет почти та же схема, но с более мощным прибором. Хотя надо сказать, что при использовании регуляторов данного типа процесс горения дуги несколько ухудшается. Ведь теперь при уменьшении мощности дуга начинает горегь отдельными, все более кратковременными вспышками. Такой способ регулировки тока, из-за сложности изго­товления и невысокой надежности, не получил распространения у основной массы самодельных сварочных аппаратов. Хотя, с другой стороны, нельзя закрывать глаза и на неоспоримые преимущества, получаемые при использовании электронных полупроводниковых
...
элементов регулирования. К преимуществам можно отнести: воз­можность плавной, удобной регулировки сварочного тока с помо­щью движка переменного резистора; ток можно регулировать даже в процессе горения дуги; отсутствие сильного нагрева элементов, а значит, и возможность их монтажа внутри закрытого корпуса; отно­сительная компактность конструкции.
...
Ввиду ограничений максимального тока для большинства сими-сторов, их можно использовать разве что в маломощных сварочных аппаратах. Тиристоры обычно выдерживают большие токи, нежели симисторы. Поэтому для типичного сварочного трансформатора по­дойдет схема с двумя тиристорами, работающими параллельно в раз­ных направлениях.
...
і В качестве достаточно простого решения тиристорного регулято­ра мощности я могу рекомендовать следующую схему (рис. 3.5). Устройство не только позволяет плавно регулировать ток сварочно­го трансформатора в широких пределах, но и одновременно являет­ся выпрямителем, выдавая на выходе постоянное пульсирующее на­пряжение.
...
К регулирующему устройству подключаются две обмотки транс­форматора. К выводам 1 и 2 подходит слаботочное переменное на­пряжение 40 В, предназначенное для питания схемы управления. Ис­пользовать для этих целей выход силовой обмотки сварочного транс-
...




Специальные стали
Трансформаторы для электродуговой сварки
Механические свойства металлов
Сварочный аппарат своими руками
Сварка на контактных машинах
Краткий справочник технолога-термиста
Спутник термиста