Сварочный аппарат из электродвигателя

Сварочный аппарат из статоров электродвигателей

— 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 SAB=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 SAB=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:

SAB (см. рис. 1) должна быть выражена в см 2 . Полученное значение n1, 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 L1 в метрах, необходимого для выполнения первичной обмотки:

Lвитка — 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.

Сварочный трансформатор из статора электродвигателя

Конструкция асинхронного электродвигателя достаточно проста – состоит он из вращающегося на валу ротора и неподвижного статора, впрессованного в металлический корпус электродвигателя. 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 двигателя обрубаются под торец острым зубилом. С противоположной стороны провод обрезать не следует – там обмотки образуют что-то вроде петель, за которые можно будет вытянуть провода. С помощью монтировки или массивной отвертки изгибы петель провода подваживаются и вытаскиваются по несколько проводков за один раз. Торец корпуса двигателя при этом служит упором, создавая рычаг. Провода выходят легче, если их сначала обжечь. Обжигать можно паяльной лампой, направляя струю пламени строго вдоль паза. Здесь надо следить, чтобы не перегреть железо статора, иначе оно может потерять свои электротехнические качества. Чугунный корпус потом легко разрушить – несколько ударов хорошего молотка, и он расколется – главное не перестараться в этом деле. Можно сделать вдоль корпуса два пропила болгаркой или ножовкой.

Читайте также:  Система доступа на rfid картах

При удалении корпуса сразу надо обратить внимание на способ скрепления набора пластин магнитопровода. Пластины могут быть скреплены между собой в единый пакет, а могут быть просто уложены в корпус и зажаты с торца стопорной шайбой. В последнем случае, при удалении обмоток и разрушении корпуса не скрепленный магнитопровод рассыплется на пластинки. Чтобы этого не произошло, еще до полного разрушения корпуса, пакет пластин необходимо скрепить воедино. Их можно стянуть шпильками сквозь пазы. Слишком большой по площади набор пакета магнитопровода, что характерно для особенно крупных двигателей, также нежелателен, так как это огромный вес. Все лишнее железо нужно отделить перед окончательной сборкой магнитопровода, возможно, его хватит даже на два трансформатора.

Иногда можно услышать, что оставшиеся пазы обмоток надо тоже набить трансформаторным железом, якобы для увеличения площади магнитопровода. Делать это ни в коем случае нельзя: иначе свойства трансформатора резко ухудшатся, он начнет потреблять непомерный ток, а его магнитопровод будет сильно греться даже в режиме холостого хода. Все-таки испещренная пазами форма многим не нравится. И некоторые рекомендуют полностью вырубить выступы пазов остро заточенным зубилом, при этом работать нужно в очках, а поблизости не должно быть бьющихся предметов. 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.

Если кольцо магнитопровода двигателя уже надежно скреплено и отделено от обмоток и корпуса, то оно плотно изолируется (несколькими слоями киперной ленты), при этом особое внимание обращается на острые углы на краях пазов. Лучше сначала положить на торцы магнитопровода вырезанные из жесткого диэлектрического материала кольца, чтобы закрыть пазы и перекрыть их острые углы.

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.

Первичная обмотка наматывается по всему изолированному статору.

Первичная обмотка изолируется киперной лентой.

Поверх первичной обмотки наматывается вторичная.

При намотке вторичной обмотки тороидального трансформатора, её 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. В этом случае можно всегда иметь доступ к каждой из них, но в этом случае будет больше теряться мощность.

Сварочный аппарат из электродвигателя

Для трансформатора подойдет любой неисправный электромотор. Лучше использовать двигатель мощностью не менее 7,5 кВт, с числом оборотов в минуту 740-960, т.к. диаметр его ротора больше, чем у более скоростных. Соответственно, больше внутренний диаметр сердечника. Электродвигатель разбирается, из него вынимается статорная обмотка. Затем корпус статора разбивается и из него извлекается пакет железа.

Мне приходилось изготавливать такой сварочный аппарат. Если корпус чугунный, тогда проще просверлить по длине корпуса победитовым сверлом ряд отверстий и кувалдой расколоть корпус. Удобно использовать тонкое зубило, применяя его как клин. После разборки корпуса ножовкой или «болгаркой» срезать обмотку и по пазам выбить провод. Проще срезать старую обмотку с одной стороны, а с противоположной стороны выдернуть, используя, например, монтировку.

После этого железо тщательно изолируется киперной лентой. Далее на железо наматываются необходимые обмотки – точно так, как на О-образный сердечник, т.е. помощью челнока. Для уточнения числа витков предварительно намотать провод сечением не менее 1,5 мм 2 в количестве 20 витков. Затем на эту обмотку подают напряжение 12 В и при помощи амперметра (предел измерения 5 А) измеряют протекающий ток. Ток должен быть около 2 А. Если ток меньше, то количество витков уменьшают, и наоборот.

После этого можно определить необходимое количество витков на 1 вольт делением полученного числа витков на 12.

Немалая сложность состоит в выполнении вторичной обмотки. Желательно применить провод в стеклянной изоляции и для вторичной обмотки использовать провод ПЭТВ-2 диаметром 2,36 мм, который складывается 7 раз. Сечение вторичной обмотки получится около 17 мм 2 .

Первичная обмотка также была выполнена проводом диаметром 2,36 мм, сложенным вдвое. Можно использовать любой провод диаметром от 1,5 до 2,5 мм, предварительно пересчитав по его сечению необходимое количество проводников в витке.

Вначале наматывается первичная обмотка на 220 В, затем все остальные. Особое внимание обратите на качество изоляции между обмотками. Сделав отвод во вторичной обмотке для получения напряжения 13 вольт и поставив диоды, получаем пусковое устройство для автомобиля. Напряжение во вторичной обмотке около 60–70 В. Если осталось место после укладки обмоток, то можно сделать еще точечную сварку. Например, сделав 4 витка медной полосой сечением 40×5 мм. Толщина железа, скрепляемого точечной сваркой, – 1,5 мм. При этих параметрах сварочный аппарат успешно работает электродами диаметром 3–5 мм.

Дополнение

Применяемые в промышленности асинхронные электродвигатели имеют статор в виде тороидального пакета железа, выполненного из электротехнической стали. Форма статорного магнитопровода имеет сложную форму с пазами различной конфигурации. Магнитопровод электродвигателя обычно запрессован в чугунный или алюминиевый корпус. Для изготовления сварочного аппарата можно использовать трехфазные асинхронные электродвигатели различной мощности. Желательно применять тихоходные и мощные электродвигатели 4–18 кВт с внутренним диаметром кольца 150 мм и внешним – 2400 мм. Высота кольца магнитопровода – 122 мм. Эффективная площадь магнитопровода в этом случае – 29 см 2 . Первичная обмотка содержит 315 витков медного провода диаметром 2,2 мм. Вторичная обмотка рассчитана на 50 вольт и выполнена из нескольких проводов общим сечением 22 мм 2 . Первичная обмотка намотана в два с лишним слоя. Вторичная уложена на ½ длины кольца. Общий вид трансформатор показан на рисунке 1. Вес аппарата около 40 кг. Ток сварки порядка 180 А.

Рис.1 Общий вид и электрическая схема аппарата

В своих записях я нашел расчеты, которые помогут вам в разработках. К сожалению, в библиотеке я не нашел оригиналов издания. Предложен расчет по оптимальным параметрам, исходя из того, что ток холостого хода не должен превышать Iх.х. 2 число витков первичной обмотки равно 220, а вторичной -50 + 20.

Если данные вашего тора отличаются от номинальных параметров, тогда данные пересчитываются. Например, Sсеч.=30 см 2 . Тогда число витков первичной обмотки равно:

Т.е. n1 = (45/30) · 220 = 330 витков.

Как сделать сварочный аппарат из электродвигателя

Я не стану объяснять, как при помощи сварочного трансформатора можно зарабатывать. Думаю, что всем ясно, хочешь, мотай трансформаторы и продавай, а хочешь – намотай один и шабашничай. Хоть на дому, хоть по вызову.

Идея производить трансформаторы из статоров электродвигателей практиковалась ещё двадцать лет тому назад и пользовалась популярностью среди самоделкиных. Кстати, и доход приносила ощутимый. За 50-75 советских карбованцев от такого изделия можно было избавиться за один – два дня. Чем я и занимался. На эту тему были даже публикации в «Моделист-конструкторе» и «Изобретателе и рационализаторе».

Немного позже были также публикации о сварочных трансформаторах из ЛАТРов. И если с трансформаторами из ЛАТРов особых проблем не возникало, то с теми, что из двигателей, результаты у самоделкиных были весьма далеки от расчетных. А причиной тому – недостаток знаний в электротехнике, да и журналы публиковали материал, скрывая все подводные течения.

Это походило больше на инструкцию юному душману, с рецептами фугасов. Оставалось только крикнуть: «Аллах акбар» или «Банзай» и включить в розетку. А дальше, как минимум, сгоревшие пробки, как максимум – кердык электросчётчику и масса лестных отзывов в адрес изобретателей и их родителей.

Конечно, я понимал все причины неудач, но выдавать секретов не хотелось, чтобы не плодить конкурентов. И лишь только после того, как я нашел себе более интересный заработок, в виде электроудочек, я стал делиться информацией. Я тогда ещё жил в Самаре и возможность заработка на рыбе меня привлекала куда больше, чем кряхтеть и потеть над сварочниками.

Итак, о трансформаторах. Для начала надо правильно выбрать электродвигатель. Из наиболее распространённых серий 2А и 4А предпочтение следует отдать первым. У них больше окно магнитопровода, соответственно, и мотать будет легче. Если вы такой не найдёте, можно выбрать и 4А. Только, для облегчения работы, пакет его магнитопровода лучше разделить на две части. Иначе обмотки могут не поместиться в окно. И затем намотать их по отдельности и соединять последовательно.

Для изготовления ЛАТРа лучше всего использовать электродвигатель, который не жалко. Перемотка электродвигателей может вернуть их в работу и они будут служить верой и правдой еще долгий срок. Поэтому, используйте те, которые точно уже нельзя отремонтировать.

Читайте также:  Шумы и помехи в тракте звуковой частоты

Из всего электродвигателя используется только магнитопровод. Обмотки, ротор, корпус статора – это все направляется в утиль. Поэтому название «трансформатор из электродвигателя» не совсем точно отражает суть.

Итак, какой двигатель выбрать? Понятно что серия 2А, а вот какой мощности? Ориентир – от 7 до 15 Квт. Не промахнётесь.

Дальше ваша задача добыть заветный статор. Сейчас их легче купить у сборщиков металлолома. Они уже очищены от проводов и, как правило, после 5-6 ударов кувалды раскалываются как орех. Но это происходит далеко не всегда. Двигатели, прошедшие ремонт, заливают лаком, поэтому корпус может не отделиться от пакета железа. Да и корпус может оказаться алюминиевым. Для того чтобы достичь цели, вам придется отжечь весь статор. Для этого надо поставить статор «на попа» и подложить под него пару кирпичей. Внутренняя полость заполняется дровами и поджигается. Прожарив ваш двигатель час, другой, вы без особого труда сможете отделить магнитопровод от корпуса. Из алюминиевых корпусов железо само выпадает в процессе прожарки. Точно также удаляются и провода (если вам попался не разграбленный статор). После термообработки они легко вынимаются из пазов статора.

В результате ваших трудов у вас должна получиться продукция как показано на рис 1 (см. ниже).

Пакет трансформаторного железа (магнитопровод)

Затем необходимо снять размеры, как показано на рис.1. Эту болванку необходимо пропитать жидким масляным лаком. И высушить, используя подогрев. Это необходимо сделать для того, чтобы, после удаления стяжных накладок, пакет не рассыпался. Как правило, накладок от четырех и более штук. На мощных электродвигателях они ещё и проварены электросваркой по бокам.

Надо удалить не только накладки, но и проваренный металл. Делается это при помощи болгарки, шлифмашинки или фрезерного станка.

Вы спросите: для чего это делается? Дело в том, что магнитный поток в будущем трансформаторе, будет распространяться иначе, чем в электродвигателе. А эти накладки будут представлять собой короткозамкнутые витки и соответственно забирать львиную долю мощности и вызывать нагрев. И здесь основное правило – отсутствие короткозамкнутых витков. Их не должно быть, ни в самой конструкции трансформатора, ни в его креплении к корпусу.

Электромагнитные параметры такого железа чаще всего неизвестны, но их с достаточной точностью можно определить экспериментально.

После того, как вы избавитесь от накладок и следов электросварки, вам необходимо будет вырезать из картона или прессшпана две торцовые накладки (см. рис.2) и две картонные гильзы. Одну для внешней стороны, другую для внутренней. Сначала устанавливаются торцовые накладки, а затем внешняя и внутренняя гильзы. Затем все это хозяйство обматыватеся киперной, тафтяной или стеклолентой и снова пропитывается лаком и сушится.

Торцевой изолятор из прессшпана

Вот теперь ваш тороидальный магнитопровод готов к тому, чтобы стать настоящим трансформатором. Провод нужен будет в х/б или стеклоэмалевой изоляции, можно и в бумажной.

Для продолжения нам необходимо произвести расчёты. Для первичной обмотки достаточен провод диаметром 2-2,5 мм, для вторичной обмотки подойдёт шина 8 х 4 мм длиной около 60 м (зависит от железа). Это вариант для меди. Для алюминия сечение нужно взять на 15% больше. Не путайте сечение с диаметром.

1) Кол-во витков на один вольт производится по формуле:

48 / (а х в), где (а х в) – площадь в квадратных сантиметрах, а не миллиметрах.

Напряжение для первичной обмотки выбираем 210 В (сядет под нагрузкой). Количество витков для первичной обмотки:

210 х (значение, полученное по формуле 1).

Начиная со 180 В, необходимо сделать отводы, через каждые 10 В: то есть: 180 В, 190 В, 200 В. Это вам пригодится в случае низкого напряжения в сети. Для вторичной обмотки V=55-65 В на холостом ходу (условие для стабильности дуги). Витки рассчитываются аналогично.

Если у вас статор от двигателя 4А, то коэффициент 48 можно уменьшить до 46.

После того как выполните расчеты, можете начинать наматывать. Вначале первичную, затем вторичную. Мотать следует виток к витку, а не внавал. Это придаст более высокую индуктивность обмоткам и оптимизирует режим работы трансформатора. Вам понадобится помощник. Мотать шиной на тор – процесс трудоёмкий, особенно если у вас нет круглого челнока. Поэтому упростить процесс можно следующим образом. Шину надо запустить в тор, примерно на половину длины. И потом мотать от середины к концу провода. Сначала одну одну часть шины, затем другую. Иначе голова закружится, бегать туда сюда. Выводы следует фиксировать киперной лентой.

После того как процесс намотки окончен, трансформатор следует вновь пропитать лаком. И хорошенько высушить. На это следует обратить особое внимание. Может получиться так, что сухой на ощупь трансформатор, будучи подключенным к сети, на холостом ходу начнет дымиться. Это значит, ему пришел капут. Замкнула первичная обмотка. Дело в том, что под действием сильного магнитного поля некоторые растворители (входящие в состав лака) начинают проводить ток. Даже если вы испытали лак мегомметром перед употреблением. Поэтому сушить лучше на горячую, в шкафу, или подать на обмотку постоянный ток, низкого напряжения.

Дальше собирайте ваш трансформатор, как показано на рисунке. Корпус делать из металла не советую, лучше пластиковый. Помните о короткозамкнутых витках.

Трансформатор в сборе

Если всё выполните тщательно, ваш аппарат будет варить электродом № 4 и резать электродом № 3, работая от домашней розетки. Пробки на счётчик на время работы следует поставить 16А. Аппарат потребляет во время работы около 10 А. То есть так же, как чайник «тефаль». На «тройке» трансформатор вообще не греется, а на «четверке» нужно сжечь непрерывно штук десять, чтобы он нагрелся до 50 градусов. Этого вам хватит за глаза, и для себя, и для шабашки. Если у вас счётчик пятиамперный, то не жгите больше трех-четырех электродов № 4 подряд.

Про вес и другие достоинства говорить не буду. О них написано столько, что уже и сказки появляются о чудотворных свойствах. Лучше поговорим о том, где сейчас можно взять провод для трансформатора. Раньше это всё валялось во втормете большими кучами. Сегодня провод можно найти там, где с ним работают. У нас это местные электросети и локомотивное депо. Удвойте цену на этот цветмет в два раза от цены металлолома, и для вас всегда подберут сгоревшую или пробитую катушку от масляного трансформатора. В такой катушке всегда найдется кусок целого провода, который и идет в дело. А если у вас кроме собственных рук есть кое-что в кошельке, то можно заказать в магазине электротоваров. Но себестоимость такого изделия будет выше в разы, чем произведенного из утиля. Поэтому, вспомнив дедушку Маркса, я рекомендую вкладываться по минимуму :-)). А под закат жизни написать книгу «Как воровалась сталь» :-))))).

СВАРОЧНЫЙ ИЗ… НИЧЕГО

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.

Рис. 1. Основные параметры статора асинхронного двигателя, необходимые для переделки его в сердечник трансформатора:

а — высота поперечного сечения сердечника, б — ширина поперечного сечения сердечника, S — площадь поперечного сечения сердечника.

Рис. 2. Подготовительные операции для извлечения статора из корпуса электродвигателя.

Читайте также:  Каскадный широкополосный усилитель мощности

Рис. 3. Обмотка статора хлопчатобумажной изолентой:

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:

S1 — площадь поперечного сечения первичной обмотки;

S — площадь поперечного сечения сердечника, равная произведению высоты сердечника на его толщину;

W1 — число витков первичной обмотки трансформатора;

W2 — число витков вторичной обмотки трансформатора;

S2 — площадь поперечного сечения вторичной обмотки трансформатора;

W3 — 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.

Рис. 4. Принципиальная схема сварочного трансформатора.

Рис. 5. Сварочный аппарат постоянного тока.

Рис. 6. Универсальное устройство для сварки переменным током и запуска автомобиля постоянным током.

Рис. 7. Вариант конструкции сварочного трансформатора:

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.

Сварка из электромотора своими руками

Если вы решили сделать электросварку своими руками, 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.


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.




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.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector