Сварочный трансформатор - без схем и формул

Конструкция предлагаемого сварочного аппарата «сухая» - сделанная на основе статора от электродвигателя. Убедился: лучше всего использовать соответствующий магнитопровод от асинхронной трёхфазной машины мощностью 4-5 кВт. Высвободить такой статор из корпусной оболочки проще всего кувалдой или увесистым молотком, ударяя по самым слабым местам.

Далее удаляется обмотка. Причём - в два приёма. Сначала убирают её с какой-нибудь одной стороны, воспользовавшись ножовкой по металлу. Хотя вполне можно применить для этой же цели молоток со стамеской, направляя силу удара по касательной к диаметру статора. Ну а затем уже, зайдя с противоположной стороны, начинают пассатижами вытаскивать отрезки «наполовину разлохмаченных» проводов из пазов. Освобождающийся от обмотки магнитопровод и станет тороидальным сердечником сварочного трансформатора.

Рис.1. Сварочный трансформатор с магнитопроводом из статора сгоревшего электродвигателя (изоляция между обмотками, их слоями, а также магнитопроводом условно не показана):

1 - ножка-амортизатор (от флаконов с бытовой химией, резина, 6 шт.), 2 - стенка-корпус (10-мм термостойкий листовой изолятор, 2 шт.), 3 - клемма-стяжка (болт М8 из меди или латуни, 6 шт.), 4 - гайка М8 (из меди или латуни, 18 шт.), 5 - шайба медная (28 шт.), 6 - кабель силовой одножильный сечением 20 мм2 (2 шт.), 7 - гайка-барашек М8 (2 шт.), 8 - отвод (отрезок провода электрического многожильного сечением 20 мм2 в хлопчатобумажной изоляции, 4 шт.), 9 - магнитопровод с сечением a x b (из статора сгоревшего электродвигателя), 10 - кабель сетевой двухжильный, 11 - вывод вторичной обмотки трансформатора (2 шт.).

Как показывает практика, при выборе «пакета железа» для него надо стремиться к тому, чтобы размер «а» статора-заготовки находился бы в пределах 30...40 мм. Тогда для получения оптимального сечения в 20...25 см2 придётся расчленить наш исходный тор на 2-3 части, чтобы размер «в» оказался равным 50...80 мм. Лучше это сделать ножовкой по металлу, пропилив наружные литые стяжки в пазах (обычно их 8). Затем, удалив «попорченные» 3...4 листа «статорного железа», расклёпывают стяжки, скрепляя тем самым каждый из будущих тороидальных сердечников. А вот дуговой резкой-сваркой здесь увлекаться не следует, так как возникающие в этих местах вихревые токи Фуко ведут к разогреву магнитопровода и существенно снижают эффективность работы трансформатора.

Рис.2. Заточка зубила-крейцмейселя.

Внутренние зубцы - полюса статора - выбираются зубилом-крейцмейселем с особой заточкой (см. рис.). Естественно, не следует при этом пренебрегать правилами техники безопасности. Обязательно надо использовать очки и рукавицы. Зубило лучше всего держать пассатижами, а не руками.

Ни в коем случае нельзя срезать зубцы электро- или газосваркой. Ведь в магнитопроводе при работе трансформатора опять-таки возникнут токи Фуко. Поэтому лучше всего воспользоваться здесь «дедовским методом» с зубилом и молотком массой в 1 кг. А остающиеся после вырубки зубцов неровности целесообразно убрать шлифовкой с помощью абразивного круга. Готовый магнитопровод-тор обматывается киперной или другой изоляционной лентой на тканевой основе.

Теперь дело за первичной обмоткой. Количество витков в ней с приемлемой для практики точностью можно найти, умножив значение напряжения в сети на частное от деления «40» на площадь поперечного сечения (в см2) сердечника трансформатора. В нашем случае этот коэффициент, характеризующий расчётное число витков на 1 В, равен двум.

Таким образом для сетевой (первичной) обмотки предлагаемого мной «сварочника» потребуется всего лишь 440 витков. Причём лучше всего использовать здесь медный провод сечением 2...3 мм2 (диаметром 1,6...2 мм) в стеклотканевой изоляции. Слои первичной обмотки тщательно изолируются друг от друга. Как, впрочем, и слои вторичной, число витков в которой, исходя из требуемого напряжения (56 В) и вышеназванного коэффициента (2), должно быть равно 112, а сечение - 10...30 мм2. Обмоточные провода можно взять из старых электродвигателей с фазным ротором мощностью 3...6 кВт. Я, например, использовал именно от них провод с стеклотканевой изоляцией (сечение - 3 мм2) для первичной обмотки. Кстати, из этих же электродвигателей можно заимствовать и шинопровод сечением 18 мм для вторичной обмотки сварочного трансформатора. Тем более что всё это - из чистейшей меди.

Естественно, для намотки «сварочника» можно довольствоваться и алюминием. Но тогда размер сечения каждой из обмоток увеличивается в 1,65 раза. Например, для первичной потребуется провод уже не менее 3,3...5 мм2. Помня об этом, я в одном из вариантов сварочных трансформаторов был вынужден использовать двужильный алюминиевый провод - «лапшу» с сечением 2x2,5 мм2 (диаметр одной жилы у него составляет почти 1,9 мм).

Сколько надо взять провода для той или иной обмотки? Определить это, как говорится, проще простого. Измерив расход провода на 1 виток обмотки (см. рис.), надо данную величину помножить на расчётное число витков обмотки. Но взять (учитывая толщину изоляции и пр.) с трёхпроцентным запасом (для первичной) или шестипроцентным (для вторичной обмотки).

В своих «сварочниках» предусматриваю 5 ступеней регулировки (до максимума в 56 В), делая отводы во вторичной обмотке, рассчитанные на напряжения 32 В, 38 В, 44 В и 50 В. При переходе на витки это, соответственно, будут 64, 76, 88 и 100. Отводы предпочитаю выполнять путём подмотки отрезков гибкого провода сечением не менее 10 мм2.

Найти точные места выводов во вторичной обмотке проще всего экспериментально, методом «проб и ошибок». Особенно если её намотка «рыхлая», да ещё и велась гибким проводом. Тогда смело включают трансформатор в сеть и условно, приняв первый вывод вторичной обмотки за «общий», протыкают изоляцию щупом-иглой то в одном, то в другом месте. А найдя таким образом напряжения 32 В, 38 В, 44 В, 50 В, маркируют их. Если же вторичная обмотка намотана шинопроводом, то придётся-таки ограничиться «расчётным» методом. То есть заранее определять, на каком витке будет выполнен тот или иной отвод, умножая вышеназванный коэффициент (2) на требуемое число вольт.

Готовому трансформатору придают удобную и надёжную с точки зрения пользователей форму. Для этого вырезают два квадрата из 10-мм фанеры. А ещё лучше - из стеклотекстолита или другого термостойкого изолятора. В середине высверливают 30-мм круг для вентиляции (см. рис.), а симметрично ему и по углам - семь 8-мм отверстий для прохода клемм-стяжек и сетевого провода.

Корпус, по сути, готов. Ну а остальное, думаю, ясно из иллюстраций, которые здесь приводятся. Убеждён: сделать себе добротный сварочный трансформатор по изложенной выше методике сможет любой желающий.

В предлагаемом сварочном во вторичной обмотке сделаны выводы с шагом в 6 В. Используя же принцип автотрансформатора, можно иметь на выходе целую «гамму» напряжений: от 6 до 56 В. В частности, используя выводы 56 В и 50 В, легко получить разностное напряжение 6 В. Выводы 44 В и 56 В позволяют иметь на выходе 12 В. Подключив, например, к такому трансформатору выпрямитель на 200 А, можно смело запускать стартер двигателя.

Да, «сварочник» действительно выдает до 200 А во вторичной обмотке. А это значит, что можно уже использовать электроды диаметром 2...5 мм! Будучи сделанным по предлагаемой технологии, сварочный трансформатор имеет небольшие габариты (в пределах 350x350x200 мм) и поистине минимальную массу (до 25 кг).

О. Лавров, МК 01 1996