Правильный ремонт и перемотка электродвигателя. Как сделать сварочный аппарат из электродвигателя
Тем, кто еще не обзавелся сварочным аппаратом (СА), рекомендую изготовить его самостоятельно на базе вышедшего из строя асинхронного электродвигателя. Затраты минимальные, а вот результат...
Экспериментируя с разными СА, я убедился, что погоня за мощным аппаратом (присущая, как правило, новичкам) далеко не всегда экономически оправдана. Для большинства работ на дому вполне подойдет «сварочник», сделанный на базе статора асинхронного электродвигателя мощностью 1-1,5 кВт, имеющего магнитопровод с поперечным сечением 40 см2. Для подключения к бытовой сети 220 В с выдачей на дугу сварочных 40, 50 и 60 В первичная обмотка такого СА должна иметь 220 витков, а вторичная - 60, с отводами от 40-го и 50-го «шинных» витков.
Рис.1. Сварочный аппарат из статора неисправного асинхронного электродвигателя:
1 - основание электроизоляционное; 2 - клемма (6 шт.); 3 - хомут; 4 - обмотка вторичная (60 витков утолщённой шины жгута из 9-15 проводов ПЭВ2 суммарным сечением медных жил 30-35 мм2, обмотанного изолентой на тканевой основе, отводы от 40-го и 50-го витков); 5 - изоляция межслойная (2 слоя льняной или хлопчатобумажной ткани с последующей пропиткой бакелитовым лаком); 6 - обмотка первичная (220 витков шины - жгута из 3-6 проводов ПЭВ2 суммарным сечением медных жил 6-8 мм2, обмотанного изолентой на тканевой основе); 7 - изоляция усиленная (исполнение - как у п. 5, но изолирующих слоев в два раза больше); 8 - тор-магнитопровод; 9 - ручка.
После того как статор окажется у вас в руках, не торопитесь срубать или выжигать обмотку. Ведь она в большинстве случаев вполне пригодна как исходный материал для «многоамперных шин», необходимых сварочному аппарату.
Статорная обмотка у большинства асинхронных двигателей - это несколько перекрывающих друг друга секций. Укладка каждой из них выполнена в соответствующих пазах магнитопровода. Внимательно осмотрев статор, определите, какая из секций была уложена последней. С неё и начните демонтаж.
Прежде всего попытайтесь выбить клинья (обычно деревянные), которыми витки обмотки закреплены в пазах. Если это не удастся сделать с помощью подручных средств» воспользуйтесь приспособлением в виде ножа особой конфигурации, изготовленного из полотна слесарного лобзика.
Рис.2. Нож для удаления клиньев из паза статора.
Технология здесь проста. Двигая нож на себя, снимите стружку с клина, добиваясь расчленения его на части. После удаления образовавшихся обломков начните виток за витком извлекать из пазов саму секцию. Делайте это осторожно и неторопливо; в последовательности, обратной заводской укладке. С высвобождением последней секции размотайте провода и выпрямите, получая отрезки длиной от 20 до 30 м. Из них и составьте шины требуемого сечения.
Так, для получения шины первичной (сетевой) обмотки СА необходимо сложить вместе 3-6 проводов-заготовок, чтобы суммарное сечение медных жил составило 6-8 мм2. Образовавшийся жгут следует обмотать по всей длине изолентой на тканевой основе. Вполне приемлемы и длинные изолирующие полосы, сшитые (склеенные) из обрезков льняной или хлопчатобумажной ткани. Сгодится даже бумажная лента, нарезанная, скажем, из почтовых или цементных мешков.
Чтобы работа по изготовлению изолированной шины шла споро, исходный пучок проводов перевяжите в нескольких местах шпагатом и сверните в бухту диаметром 600-800 мм. Саму же ленту наложите под углом к жгуту, чтобы каждый последующий её виток перекрывал половину предыдущего, а изоляция получалась двухслойной. Применяя ткань или бумагу, не забывайте, что эти материалы нуждаются в последующей пропитке бакелитовым лаком или какой-либо (исключая водоэмульсионную) краской.
Аналогичным образом изготовьте и шину для вторичной обмотки сварочного трансформатора. Только вот проводов в её составе должно быть столько, чтобы суммарное сечение медных жил равнялось 30-35 мм2.
Теперь о доработке магнитопровода. Суть её сводится к тому, чтобы у базового статора при помощи молотка и зубила удалить перемычки между секциями. А образующиеся при этом острые кромки сгладить напильником. Готовый магнитопровод покрывается несколькими слоями изоляции по приведенной выше технологии.
Для облегчения намотки введите провод в сердечник и вращайте все кольцо до тех пор, пока последний виток не окажется свободно надетым на тор-сердечник «сварочника». Получатся как бы два взаимосвязанных звена разнородной (стальной магнитопровод и медная бухта) цепи.
Рис.3. Укладка витков шины, свёрнутой в бухту, на тор-магнитопровод с усиленной изоляцией.
Намотку шин трансформатора лучше выполнять вдвоём. Сначала зажмите в тисках край магнитопровода, затем просуньте через центр тора конец шины, свернутой в бухту, и, аккуратно поворачивая последнюю, добейтесь, чтобы получилось как бы два соединенных друг с другом звена цепи. Закрепив начало первичной обмотки на поверхности тора шпагатом, продолжайте вращать шину, плотно укладывая витки на изолированный магнитопровод.
За первым слоем витков следует укладка облегчённой изоляции, пропитка получившегося «бутерброда» разжиженным бакелитовым лаком или разбавленной краской. Потом - новый слой обмотки, распределяемый равномерно по всей поверхности тора с последующей изоляцией. Витки укладываются строго радиально.
Завершает первичную (сетевую) обмотку 220-й виток. Далее идет вторичная (сварочная). Укладывайте её, предварительно сделав усиленную многослойную изоляцию. Всего в этой обмотке, как уже отмечалось, 60 (с петлевыми отводами от 40-го и 50-го) витков.
Общее правило: если вдруг выяснится, что провод (шина) короче, чем требуется, то наращивание следует выполнять снаружи обмотки, должным образом оформив для этого соответствующие выводы.
Дизайн самодельного сварочного трансформатора зависит от возможностей автора-исполнителя. Один из наиболее простых и приемлемых вариантов - «боковое» закрепление «сварочника» на изоляционном основании незамысловатым хомутом с ручкой для переноски.
Конструированием сварочных трансформаторов я занимаюсь давно, так что опыт в этом деле есть. Хочу предложить читателям мою последнюю - как кажется, самую удачную - разработку сварочного аппарата не совсем обычной конструкции.
Своеобразие этого устройства в том, что сердечник для трансформатора представляет собой статор отслужившего свой срок асинхронного двигателя. Выбор сердечника определяется площадью поперечного сечения статора - она должна быть не менее 20 см 2 . Если, такое условие выполняется, подойдет статор от любого асинхронного двигателя. Ну а площадь поперечного сечения определяется так, как это показано на рисунке.
Упомяну, что наиболее рациональная величина сечения статора-сердечника лежит между величинами 20 см 2 и 50 см 2 . В принципе, подойдут и сердечники с площадью меньше 20 см 2 , однако при этом придется уменьшать сечение провода в первичной и вторичной обмотках трансформатора, что значительно уменьшит мощность аппарата и сузит его возможности. Ну а использование сердечников с площадью сечения более 50 см 2 также нерационально: трансформатор на его базе получается неоправданно громоздким и тяжелым, и это тоже не является достоинством портативного сварочного аппарата.
Извлечь статор из станины двигателя не слишком сложно. Для этого следует воспользоваться ножовкой по металлу и небольшой кувалдой. Для начала с двигателя снимаются передняя и задняя крышки вместе с якорем. Затем ножовкой надо сделать пару пропилов таким образом, как это показано на рисунке. Пропил нужен максимально глубокий, однако старайтесь при этом не повредить статор. Знайте только: чем глубже будет пропил - тем легче и без повреждений удастся извлечь статор из корпуса.
Теперь хорошенько ударьте кувалдой рядом с одним и другим пропилами. Как правило, хватает нескольких ударов, чтобы корпус развалился и статор с обмотками оказался освобожденным от него.
Обмотку сгоревших двигателей использовать, как правило, бывает невозможно, так что ее придется удалить с помощью плоскогубцев и ножниц для резки металла.
Освободив статор от обмотки, вы получите заготовку сердечника сварочного трансформатора. Надо только удалить перемычки пазов под обмотки - и вы получите готовый сердечник. Для этого используются обычное зубило и молоток. Удобнее всего удалять перемычки сначала с одного торца, а затем с другого. Предупреждаю, что работать надо в защитных очках, в изолированном помещении. Проследите также, чтобы поблизости не оказалось бьющихся предметов. Срубать зубья старайтесь как можно ближе к основанию и желательно поровнее.
а - высота поперечного сечения сердечника, б - ширина поперечного сечения сердечника, S - площадь поперечного сечения сердечника.
1 - статор (сердечник трансформатора), 2 - изолента, 3 - челнок с изолентой.
После удаления зубьев сердечник обматывается хлопчатобумажной изоляционной лентой - это обезопасит первый спой обмотки от пробоя на корпус. Изоляцию удобно наматывать с помощью специального челнока, вырезанного из фанеры, как это показано на рисунке. Кстати, такой же челнок понадобится вам и для намотки провода на сердечник.
Первичная обмотка трансформатора лучше всего получается из проволоки в хлопчатобумажной изоляции. Сечение ее можно подобрать в соответствии с таблицей 1. Для вторичной обмотки подойдет стандартная «жила» в резиновой изоляции - такие используются в силовых кабелях.
Таблица 1
В таблице 1 используются следующие обозначения:
S 1 -площадьпоперечногосечения первичной обмотки;
S-площадьпоперечногосечения сердечника, равная произведению высоты сердечника на его толщину;
W 1 - число витков первичной обмотки трансформатора;
W 2 - число витков вторичной обмотки трансформатора;
S 2 -площадьпоперечногосечения вторичной обмотки трансформатора;
W 3 - дополнительная обмотка, наматывается той же проволокой, что и первичная обмотка W, служит для регулировки сварочного тока.
Дополнительная обмотка W может иметь от двух до пяти дополнительных отводов, но, в принципе, можно обойтись и без нее, оставив только единственную обмотку W. При этом, правда, несколько ухудшится экономичность сварочного аппарата.
1, 2 - силовые кабели, 3 - основание трансформатора, 4 - гайка, 5 - резьбовая шпилька, 6 - сердечник трансформатора, 7 - обмотки, 8 – винт крепления верхней панели, 9 - верхняя панель, 10 - замыкатель (сетевая розетка), 11 - перемычка (сетевая вилка с перемычкой), 12 - сетевой шнур, 13 - вилка сварочного аппарата.
Как видно из схемы трансформатора, сварочный ток регулируется с помощью замыкателя SА1. Для этого на панели прибора закрепляются несколько обычных сетевых розеток - их количество выбирается в зависимости от числа выводов дополнительной обмотки. Замыкателем же служит сетевая вилка, у которой ножки разъема соединены между собой одножильным проводом, диаметр которого составляет 1/4 диаметра провода первичной обмотки. Это дает возможность использовать замыкатель в качестве плавкого предохранителя, который срабатывает при нежелательных перегрузках.
Хотелось бы предупредить тех, кому не удастся достать провод для первичной обмотки подходящего сечения, что это не причина для того, чтобы вовсе не браться за создание сварочного аппарата. Вполне можно подобрать несколько проводов таким образом, чтобы их суммарное сечение было бы не меньше рекомендованного для W. В принципе, можно даже использовать неизолированную проволоку, обмотав ее самостоятельно хлопчатобумажной изоляционной лентой. Точно так же можно подбирать проволоку и для вторичной обмотки. Кстати, именно так и пришлось поступить мне при изготовлении своего сварочного аппарата. При этом для изолирования проволоки потребовалось десять мотков узкой хлопчатобумажной изоленты, которую вполне можно приобрести в хозяйственных магазинах или в магазинах электротоваров.
Хотелось бы предупредить, что после намотки первичной обмотки не следует сразу же заполнять и вторичную - сначала надо ее проверить. Для этого первичная обмотка подключается к сети через плавкий предохранитель, в качестве которого используется отрезок медной проволоки диаметром 0,1…0,15 мм. Если обмотка не гудит и не греется, это означает, что работу вы выполнили качественно и можете приступать к намотке вторичной обмотки. Если же предохранитель сгорает - это явный признак короткозамкнутого витка. Из этого следует, что первичную обмотку придется наматывать заново, обращая особое внимание на качество изоляции проволоки. Ну а если обмотка не греется, но прослушивается довольно громкое гудение, то это означает, что вы ошиблись при подсчете витков и у вас оказалось меньше, чем рекомендует таблица 1. В этом случае надо подмотать еще несколько витков и повторить проверку.
Для того чтобы сварочный аппарат был универсальным, на вторичной обмотке необходимо сделать отвод от третьей части витков и подключить через него трансформатор к мощному диодному выпрямителю - таким образом получается «пускач» для автомобиля, который особенно удобно использовать в холодное время года, что существенно продлит жизнь аккумулятору вашего автомобиля.
Учтите, что использование в выпрямителе мощных диодов с прямым током не меньше 200 А позволит вам сваривать детали дугой постоянного тока - это дает лучшее зажигание дуги и более ровный шов. Если же величина прямого тока диодов лежит в промежутке от 50 до 200 А, то в этом случае получается устройство для сварки переменным током и для запуска автомобиля выпрямленным током.
Учтите, что правильно собранный трансформатор не требует никакой настройки и сразу же после сборки готов к работе. Разумеется, при выполнении сварочных работ необходимо соблюдать все меры предосторожности, рекомендуемые при работах с электроприборами. В частности, запрещается касаться токоведущих участков; все переключения режимов работы сварочного аппарата необходимо производить только при отключении его от сети. Сварочные работы следует вести в специальной маске и в спецодежде, не допуская попадания брызг раскаленного металла и светового излучения на открытые участки тела.
Если вам в процессе работы встретятся какие-либо трудности, охотно поделюсь своим опытом, отвечу на любые вопросы по конструкции моего сварочного аппарата и по его работе.
Мой адрес: 654000, г. Новокузнецк Кемеровской обл., ул. Кирова, д. 10-а, кв. 3.
Василий ДРУЖИНИН, инженер
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.
Двигатель-трансформатор состоит из трансформатора переменного тока, у которого магнитопровод выполнен в виде кольца с выступами по всему периметру сечения кольца и по всей длине его окружности, а внутри магнитопровода - кольца вращается немагнитный ротор, в цилиндрическую поверхность которого утоплены магниты на таком же расстоянии друг от друга, как и выступы на магнитопроводе-кольце. На концах немагнитного ротора, выступающих за поверхности магнитопровода-кольца, закреплены немагнитные диски и внешнее немагнитное кольцо. Во все их внутренние поверхности утоплены магниты с таким же шагом, как и выступы на магнитопроводе-кольце. Шаг между выступами равен перемещению точки на поверхности ротора при его вращении за один полный период переменного тока. На магнитопроводе-кольце в промежутках между выступами намотаны первичная и вторичная электрические обмотки. Технический результат заключается в увеличении крутящего момента. 1 ил.
Предполагаемое изобретение относится к электроэнергетике.
В настоящее время трансформатор применяется для преобразования переменного тока с одного напряжения на другое.
Предлагается магнитопровод трансформатора выполнить в виде кольца с выступами по всему периметру сечения кольца и по всей длине его окружности. Внутри магнитопровода-кольца вращается немагнитный ротор, в цилиндрическую поверхность которого утоплены магниты на таком же расстоянии друг от друга, как и выступы на магнитопроводе-кольце.
На концах немагнитного ротора, выступающих за поверхности магнитопровода-кольца, закреплены немагнитные диски и внешнее немагнитное кольцо. Во все их внутренние поверхности утоплены магниты с таким же шагом, как и выступы на магнитопроводе-кольце. Шаг между выступами равен перемещению точки на поверхности ротора при его вращении за один полный период переменного тока.
где Т - шаг между выступами,
Д - диаметр выступающих магнитов ротора и внутренний диаметр выступов магнитопровода-кольца,
N - число периодов переменного тока в секунду.
На магнитопроводе - кольце в промежутках между выступами намотаны первичная и вторичная электрические обмотки.
На чертеже показаны четыре исполнения закрепления магнитов: прямого и подковообразного.
1 - магнитопровод-кольцо,
2 - ротор вращающийся.
Необходимо раскрутить немагнитный ротор со встроенными в него магнитами до скорости, при которой за один полный период переменного тока один полюс магнита переместится от одного выступа магнитопровода-кольца до другого выступа.
Тогда при одном полупериоде переменного тока выступы магнитопровода-кольца притягивают концы магнитов ротора, а при другом полупериоде переменного тока они отталкивают эти же концы магнитов. После этого необходимо подать переменный ток на первичную обмотку. В результате во вторичной обмотке получим переменный ток нужного напряжения, а вращающийся ротор с магнитами будет давать крутящий момент, который можно использовать для разнообразных нужд.
Двигатель-трансформатор, содержащий магнитопровод в виде кольца с расположенными по всему периметру сечения кольца выступами, в промежутках между которыми намотаны две обмотки, первичная, обтекаемая переменным током, и вторичная - взаимодействующая с полюсами магнитов чередующейся полярности, установленных на роторе, расстояние между полюсами которых равно расстоянию между выступами магнитопровода, отличающийся тем, что ротор выполнен с немагнитным корпусом и расположен внутри кольцевого магнитопровода и на его цилиндрической поверхности встроены магниты, а через боковые немагнитные диски к ротору прикреплено внешнее немагнитное кольцо со встроенными во все их внутренние поверхности магнитами, взаимодействующими при вращении с выступами магнитопровода, несущего обмотки.
При разработке конструкции и изготовлении своих аппаратов,- рассказывает О. Лавров, - я использовал прежние публикации разных журналов. Начал с изготовления сварочного «малыша» из автотрансформатора «Латр» на 9А, используя его обмотку а качестве сетевой. Для вторичной обмотки специального обмоточного провода в хлопчатобумажной или стеклотканевой изоляции я не нашел, поэтому пришлось использовать гибкий многожильный провод в виниловой изоляции с суммарным сечением медных жил 6 мм 2 . Изготовленный мною «малыш» позволял получить сварочный ток до 140А, но очень сильно перегревался даже при использовании всего одного электрода ∅3 мм.
В связи с этим в опытах по дальнейшему усовершенствованию сварочного аппарата для изготовления магнитопроводов были использованы статоры асинхронных трехфазных электродвигателей. В результате удалось изготовить аппарат, который позволяет вести сварку электродами диаметром от 2 до 5 мм и даже до 6 мм, обеспечивая величину сварочного тока до 200 А при напряжении на холостом ходу 56 В, имеет небольшие размеры - 350x350x200 мм и весит не более 20...25 кг. Кроме того, он прост по конструкции, а предлагаемая технология изготовления позволяет выполнить все работы в условиях домашней мастерской.
Для изготовления магнитопровода удобно использовать статор асинхронного трехфазного электродвигателя мощностью от 4 до 6 кВт. Статор необходимо освободить от корпуса, отлитого из алюминиевого сплава, который легко раскалывается несколькими ударами тяжелого молотка. Далее необходимо удалить из внутренних пазов статорные обмотки. Для этого достаточно спилить выступающие части обмоток с одного из торцов ножовкой по металлу, а затем с противоположного торца оставшиеся части обмоток просто вытягиваются из пазов целиком или по частям.
Освободившиеся от обмоток Т-образные зубцы с внутренней стороны статора надо удалить с помощью зубила и зачистить неровности абразивным кругом. Применять для удаления зубцов газо- или электросварку недопустимо.
На рис. 1 указаны размеры заготовки сердечника, которые должны получиться после выполнения перечисленных операций. Эти размеры необходимо учитывать при выборе статора. Площадь поперечного сечения тороидального сердечника S AB =A·В (см 2), равная произведению высоты сердечника в сантиметрах на его толщину А (в сантиметрах), является величиной, определяющей все основные характеристики будущего сварочного аппарата. Оптимальное значение S AB =20...25 см 2 . При использовании статоров рекомендованных выше двигателей высота заготовки В обычно оказывается равной 150...200 мм, из такой заготовки удается получить магнитопроводы для двух аппаратов.
После удаления зубьев и скругления острых кромок абразивным кругом торообразный сердечник необходимо обмотать хлопчатобумажной изоляционной лентой. Чтобы исключить повреждение и замыкание сетевой обмотки, изоляционную ленту необходимо стремиться накладывать плотно и равномерно без пропусков так, чтобы соседние витки перекрывали друг друга.
Сварочный аппарат должен иметь две независимые и изолированные друг от друга обмотки. Принципиальная электрическая схема приведена на рис. 2. Первичная обмотка рассчитывается на подключение к сети 220 В. К вторичной обмотке подключаются держатель электрода и свариваемая деталь. Эта обмотка должна быть рассчитана на напряжение 56 В, а для того, чтобы иметь возможность регулировать силу сварочного тока, необходимо предусмотреть дополнительные отводы с напряжением 50, 44, 38 и 32 В.
Число витков первичной обмотки п , можно определить по формуле:
S AB (см. рис. 1) должна быть выражена в см 2 . Полученное значение n 1 , можно смело округлить до целого числа десятков витков. Из своего опыта постройки сварочных аппаратов по предлагаемой технологии могу добавить, что при необходимости расчетное число витков для сетевой обмотки может быть уменьшено, но не более чем на 6%. Длина провода L 1 в метрах, необходимого для выполнения первичной обмотки:
L витка - длина витка первого слоя в метрах (способ измерения показан на рис. 1).
Для выполнения первичной обмотки лучше всего использовать специальный медный обмоточный провод в стеклотканевой изоляции с площадью поперечного сечения 2...3 мм 2 . Такие провода можно найти, разобрав старые электродвигатели. Но можно использовать и алюминиевые провода с поперечным сечением в 1,65 раза больше, чем медных. Я, например, с успехом использовал для сетевой обмотки двужильный алюминиевый провод в виниловой изоляции сечением 2...2,5 мм 2 .
Необходимо усилить изоляцию на первом слое первичной обмотки, подложив под ребра тора магнитопровода полоски картона с надрезами.
Первичная обмотка с помощью челнока равномерно, виток к витку, укладывается по длине окружности тороидального магнитопровода и изолируется одним-двумя слоями хлопчатобумажной изоляционной ленты. Непосредственно на этот слой изоляции укладывается вторичная обмотка.
Число витков вторичной обмотки можно рассчитывать по формуле:
Для вторичной обмотки следует использовать медный обмоточный провод прямоугольного сечения в стеклотканевой изоляции, но можно намотать обмотку и гибким многожильным проводом с площадью поперечного сечения 10...30 мм 2 . Также, как и для первичной обмотки, допустимо использовать алюминиевые провода с сечением в 1,65 раза больше.
Корпус сварочного аппарата изготавливается из двух квадратных щитов 10-ти миллиметровой фанеры (рис. 3). Длина сторон квадрата должна на 20...30 мм превышать наибольший диаметр тороидального сердечника с обмотками. Щиты стягиваются шестью шпильками с резьбой М8. Эти же шпильки используются в качестве клемм для подключения выводов вторичной обмотки. Центральное отверстие диаметром 30 мм необходимо для вентиляции. Соединение между шпильками и выводами трансформатора следует выполнить гибким многожильным проводом с сечением не менее 10 мм2 Два отрезка такого же провода длиной по 10 м можно использовать для подключения держателя электрода и свариваемой детали к аппарату. Для сетевых выводов подойдут любые гибкие провода с сечением 1,5...4,0 мм 2 .
Наличие отводов вторичной обмотки с шагом 6 В позволяет подключить к аппарату любую нагрузку, рассчитанную на напряжение 6, 12, 18, 24, 32, 38, 44, 50 или 56 В и потребляющую при этом токдо 200 А. Так, например, подключив к выводам 44 и 56 выпрямитель, рассчитанный на ток 200 А, получим на выходе выпрямителя постоянный ток с напряжением 12 В для запуска от сети стартером двигателя легкового автомобиля.
От редакции. Описаний сварочных аппаратов, способов их изготовления и применяемых для этого материалов опубликовано уже немало. Но мы решили продолжить разговор на эту волнующую, по-видимому, многих наших читателей тему. Выбирая для этого материал, принесенный в редакцию москвичом О. Лавровым, надеемся, что заинтересованные читатели увидят в нем и интересные находки, и новые идеи.
Хотелось бы сделать лишь самые общие замечания, но... о самом главном: об электробезопасности!
Сварочный аппарат устроен просто, но, как и любой другой прибор с питанием от сети переменного тока, должен отвечать определенным требованиям. Одно из основных состоит в том, что все элементы конструкции прибора, которые при его включении оказываются под напряжением более 12 В, должны быть либо изолированы, либо закрыты изолирующим или металлическим (но заземленным) корпусом. Следуя этому требованию, выводы вторичной обмотки трансформатора следует подключить к простейшей клеммной сборке, например, из болтов М8 с гайками и закрыть крышкой, а все переключения можно выполнять только после отключения аппарата от сети.
Другое требование, которым не следует пренебрегать при изготовлении сварочного аппарата, является обязательное наличие предохранителя в цепи сетевой обмотки. Это может быть либо промышленный предохранитель любой конструкции на ток 25...50 А либо простейший самодельный.
И еще одно замечание, которое относится не только к описанной выше конструкции. Стремление наших авторов к созданию легких и компактных сварочных аппаратов приводит к высокой напряженности теплового режима работы обмоток трансформатора. В то же время, недоступность обмоточных проводов большого сечения со специальной термостойкой изоляцией вынуждает применять провода, предназначенные для прокладки электроосветительных сетей. Выбор здесь весьма ограничен. Удовлетворительной теплостойкостью обладают лишь провода в резиновой или резино-тканевой изоляции. И совершенно непригодны для работы при повышенной температуре в обмотках трансформатора провода в поливинилхлоридной (ПВХ) изоляции. Этот изоляционный материал при повышении температуры теряет механическую прочность, расплавляется и, в конце концов, вытекает из обмотки, оставляя плотно уложенными виток к витку голые провода. Последствия очевидны - короткое замыкание. Поэтому ПВХ изоляцию с проводов лучше снять и обмотать их по всей длине хлопчатобумажной изоляционной лентой.
Но не знаете, как проще всего это сделать, то можно присмотреться к этому проекту. Здесь сварочный трансформатор собирается из статора двигателя. Конструкция хороша тем, что в двигателе уже почти все имеется для создания сварки, нужно только произвести некоторые доработки магнитопровода и правильно намотать трансформатор.
Что касается технических характеристик, то для таких целей подходят асинхронные двигатели мощностью порядка 4 кВт, их часто используют на разных предприятиях.
Материалы и инструменты для самоделки :
- электродвигатель мощностью от 4 кВт;
- гаечные ключи, плоскогубцы, зубило, отвертки и другой инструмент, чтобы разобрать двигатель;
- киперная лента;
- кувалда.
Процесс изготовления электросварки:
Шаг первый. Разбираем электродвигатель
По словам автора, разбирается такой двигатель довольно легко. Нужно только запастись гаечными ключами. С помощью них нужно открутить пару гаек, который стягивают две крышки двигателя друг с другом и корпусом статора. Если двигатель уже ржавый, то порой эти гайки открутить не так просто, в таком случае можно воспользоваться болгаркой и просто перерезать шпильки. Ну а после этого нужно будет воспользоваться молотком или кувалдой, чтобы сбить крышки с двигателя.
После разборки из статора нужно будет вытащить ротор, он для самоделки не понадобится. Статор представляет собой набор стальных пластин, они образуют магнитопровод. На магнитопроводе находится обмотка. Размеры статора у двигателей, а также геометрия, может отличаться. Для создания электросварки лучше всего выбирать такие двигатели, у которых диаметр корпуса большой, а длина при этом маленькая.
Наибольшую ценность в статоре представляет кольцо магнитопровода, все остальное будет только мешать. Магнитопровод обычно запрессовывают в чугунный или алюминиевый корпус. В пазах магнитопровода проходят провода, их нужно удалить. Делать это лучше всего тогда, когда магнитопровод еще находится в корпусе. Чтобы извлечь провода, нужно взять зубило и обрубать их под торец при помощи острого зубила с одной стороны статора. Ну а далее их в виде петель можно будет вытащить с помощью плоскогубцев, предварительно поддев отверткой.
Чтобы извлекать провода было проще, их можно обжечь при помощи паяльной лампы. Только не следует слишком сильно греть металл магнитопровода, иначе он может потерять свои технические характеристики.
Чугунный корпус можно расколоть с помощью кувалды. Чтобы он раскололся как надо, по нему можно сделать продольные пропилы. Но в этом деле важно не перестараться, иначе можно согнуть магнитопровод.
Шаг второй. Подготовка магнитопровода
После того как будет удален корпус, нужно внимательно осмотреть магнитопровод, нужно определить, как он скреплен. Бывает, что пластины просто укладывают в корпус и скрепляют при помощи стопорной шайбы. Если это так, то такая конструкция при работе может рассыпаться, лучше всего ее стянуть шпильками или скрепить иным доступным способом. А бывает, конструкция выполнена в виде готового пакета. Если пакет магнитопровода слишком большой, то его можно уменьшить, так как сварочный аппарат будет слишком тяжелым. Если двигатель попался большой, то вполне возможно, что из него получится сделать даже две электросварки.
Что касается пазов магнитопровода, то здесь бытует несколько мнений. Некоторые забивают пазы трансформаторным железом, но наш автор делать этого не рекомендует, так как это сильно снижает КПД и увеличивает потребляемый ток. Что можно сделать - так это полностью срубить пазы с помощью зубила. Хорошо это тем, что трансформатор станет легче. Но так как процедура это довольно кропотливая, то большинство эти пазы вообще не трогают.
Шаг третий. Изолирование и намотка
Когда магнитопровод будет уже подготовлен, понадобится киперная лента, с помощью нее корпус нужно тщательно заизолировать, намотав несколько слоев. Особое внимание следует уделить острым краям на пазах, так как здесь может легко пробить изоляцию. Чтобы избежать таких проблем, то предварительно на острые края лучше всего положить какой-то диэлектрический материал, а затем обомотать магнитопровод лентой.
После этого можно приступать к наматыванию первичной обмотки. Поскольку диаметр кольца статора составляет порядка 150 мм, то в него можно уложить провод довольно большого размера, не переживая, что не хватит места. В связи с тем, что магнитопровод имеет пазы, то площадь поперечного сечения здесь будет постепенно меняться, внутри паза это значение самое маленькое. Рассчитывать количество витков нужно исходя из этого наименьшего эффективного значения.
Автор наматывает первичную обмотку непосредственно по всему кольцу магнитопровода. Потом все это дело снова изолируется сверху с помощью киперной ленты.
Ну а вторичная обмотка наматывается поверх первичной. Чтобы трансформатор можно было при необходимости настроить, вторичную обмотку нужно намотать так, чтобы она не перекрывала концы первичной. Тогда ее можно будет отмотать или домотать при необходимости.
При необходимости катушку трансформатора можно разнести на два плеча. Тогда к каждому плечу в любой момент можно будет получить доступ. Но при такой конструкции сварка будет терять мощность. Что касается технических характеристик такой самоделки, то сварка может варить без проблем электродом на 4 мм, если она сделана верно, а резать электродом на 3 мм. И все это от обычной розетки.
Потребляет сей агрегат при работе до 10А. Электродом в 3 мм можно варить сколько угодно времени, трансформатор не греется. А если сжечь штук десять на 4 мм, то трансформатор разогреется примерно до 50 градусов.
Расчет обмотки
Для первичной обмотки нужен будет провод диаметром примерно 2-2.5 мм. Вторичная обмотка делается из шины размером 8х4 мм, это касается меди, для алюминия сечение должно быть процентов на 15 больше.
Для расчета количества витков используется формула: 48 / (а х в), где (а х в) является площадью в квадратных миллиметрах.
Напряжение для первичной обмотки нужно выбирать 210В, так как оно садится при нагрузке. После того, как будет достигнуто значение 180В, через каждые 10В нужно будет делать отводы. Они понадобятся в том случае, если сваркой нужно будет пользоваться в месте с низким напряжением.
Что касается вторичной обмотки, то для стабильной дуги на холостом ходу она должна выдавать 55-65В.
