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.

Глава 5 электродвигатели, трансформаторы и аппараты управления

5.1. Общие сведения об электродвигателях

Электродвигатель – машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. В зависимости от рода потребляемого тока электродвигатели подразделяются на электродвигатели переменного и постоянного тока . Электродвигатели переменного тока делятся на асинхронные , синхронные и коллекторные .

Асинхронный электродвигатель состоит из статора и ротора. Обмотки статора и ротора размещены в пазах их магнитопроводов. На роторе асинхронных электродвигателей располагается либо фазная, т.е. имеющая обычно столько же фаз, сколько и обмотка статора, либо короткозамкнутая. Короткозамкнутая обмотка ротора состоит из расположенных в его пазах замкнутых между собой по обеим сторонам ротора неизолированных стержней из проводникового материала. Она может быть также выполнена заливкой пазов алюминием. В зависимости от типа обмотки различают асинхронные двигатели с фазным и с короткозамкнутым ротором.

Синхронные электродвигатели применяются в электроприводах, где требуется постоянная частота вращения, однако они имеют плохие пусковые свойства и для питания обмотки возбуждения требуется постоянный ток. Применяются на мощности свыше 600 кВт, на напряжение 6 и 10 кВ и как микродвигатели мощностью до 1 кВт. Многие серии и типы синхронных двигателей применяются для привода: компрессоров, мельниц, вентиляторов, резиносмесителей и грануляторов и т.д.

Коллекторные электродвигатели переменного тока, в основном маломощные, используются для привода электрифицированного инструмента, бытовой техники, медицинского оборудования и т.п., т.е. в тех случаях, когда для их питания необходим однофазный и реже трехфазный переменный ток.

Коллекторные электродвигатели постоянного тока более распространены в промышленности, что объясняется всевозрастающим применением статических выпрямителей, а также простотой и надежностью способа регулирования частоты вращения, большими пусковыми моментами и перегрузочной способностью, чем у двигателей переменного тока.

Основными конструктивными элементами двигателей постоянного тока являются станина с закрепленными на ней главными и добавочными полюсами, вращающийся якорь с обмоткой и коллектором и щеточный аппарат.

В настоящее время основной серией двигателей постоянного тока общего назначения является серия 2П. Исходя из требований современного электропровода создано новое поколение электродвигателей постоянного тока серии 4П. В новой серии реализована идея унификации двигателей постоянного тока с асинхронными двигателями серии 4А.

Наиболее широко распространены в электроприводах асинхронные электродвигатели трехфазного переменного тока с короткозамкнутым ротором. Асинхронные электродвигатели потребляют около 60 % всей вырабатываемой электрической энергии. Асинхронные электродвигатели выпускаются в различном конструктивном исполнении в зависимости от назначения и условий применения. Обычной является конструкция электродвигателя для установки его в горизонтальном положении. Имеются конструктивные исполнения для расположения их вертикально. Такие двигатели, как правило, изготавливаются с фланцем для крепления к вертикальной стенке приводимого в движение механизма. Выпускаются электродвигатели во встраиваемом исполнении, которые монтируются внутри станка или другого приводимого в движение объекта и являются его неотъемлемой частью.

В промышленности наиболее широко применяются асинхронные электродвигатели единой серии 4А, обладающие небольшой металлоемкостью и высокими механическими характеристиками.

Серия 4А является массовой серией асинхронных двигателей, рассчитанных на применение в различных областях промышленности. Она охватывает диапазон номинальных мощностей от 0,06 до 400 кВт. Серия выпускается в основном модифицированном и специализированном исполнении.

Двигатели в основном исполнении - это трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором, имеющие степень защиты I Р 44 или I Р 23.

Модифицированные и специализированные исполнения асинхронных двигателей серии 4А выполнены на базе их основного исполнения, например: двигатели с повышенным пусковым моментом (4АР); повышенным номинальным скольжением (4АС), многоскоростные (со ступенчатым регулированием частоты вращения); с частотой питания 60 Гц; а также исполнений: тропического, химостойкого, сельскохозяйственного, влагоморозостойкого, пылезащищенного и рудничного.

В серии 4А принята следующая система обозначений:

4А х х х х х х х

1 2 3 4 5 6 7 8 ,

где 1 – наименование серии (4А); 2 – исполнение по способу защиты: буква Н – исполнение IР 23, отсутствие буквы означает исполнение IР 44; 3 – исполнение по материалу станины (статора) и щитов: А – станина и щиты алюминиевые, х – станина алюминиевая, щиты чугунные (или обратное сочетание материалов); отсутствие буквы – станина (статора) и щитов: А – станина и щиты алюминиевые, х – станина алюминиевая, щиты чугунные (или обратное сочетание материалов); отсутствие буквы – станина и щиты чугунные или стальные; 4 – высота оси вращения, мм (две или три цифры); 5 – установочный размер по длине станины: буквы S, M и L (меньший, средний или большой); 6 – длина сердечника: А – меньшая, В – большая при условии сохранения установочного размера; отсутствие буквы означает, что при данном установочном размере (S, M и L ) выполняется только одна длина сердечника; 7 – число полюсов (одна или две цифры); 8 – климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150.

Необходимо также учитывать климатические факторы, так как не всякое электрооборудование может надежно работать в различных климатических районах. Поэтому на все виды электрооборудования установлены требования, определяющие климатическое исполнение икатегорию размещения по ГОСТ15150 – 69, а также определены условия транспортирования, хранения и эксплуатации в части воздействия климатических факторов в отдельных микроклиматических районах.

Оборудование и изделия, предназначенные для эксплуатации в одном или нескольких микроклиматических районах (например, на суше, реках, море), выпускают в следующих климатических исполнениях: У – умеренный, УХЛ – умеренный и холодный; ТВ – тропический влажный; ТС – тропический сухой; Т – тропический (сухой и влажный); О – общеклиматическое исполнение. Исполнения ТВ, ТС, Т могут быть обозначены общим термином – Т. Все эти исполнения могут обозначаться буквами латинского алфавита, принятыми в некоторых зарубежных странах: N , NF , TH , T , U соответственно вышеперечисленным исполнениям.

Категории размещения оборудования и изделий при эксплуатации в воздушной среде обозначаются цифрами и могут иметь укрупненные (1, 2, 3, 4, 5) или дополнительные (1.1, 2.1, 3.1, 4.1, 4.2, 5.1) характеристики. Например: 1 – для эксплуатации на открытом воздухе (воздействие совокупности климатических факторов); 4 – для эксплуатации в помещениях (объемах) с искусственно регулируемыми климатическими условиями; 1.1 – для хранения в помещениях категории 4 и т.д.

Буквы и цифры, обозначающие климатическое исполнение и категорию размещения, вводят в условное обозначение типа (марки) оборудования и изделие после всех обозначений, относящихся к их модификации, например взрывозащищенный электродвигатель серии В типа В200 – 4 в климатическом исполнении У с категорией размещения 2 – 5 обозначают: В200 – 4 У2 – 5.

Электродвигатели серии 4АМ являются модернизацией серии 4А. Модернизация позволила снизить уровень шума, повысить значение некоторых основных параметров, уменьшить массу. Обозначение типов двигателей серии 4АМ аналогично обозначению серии 4А со степенью защиты I Р 44 и дополнено буквой М (модернизированный).

Асинхронные двигатели общего назначения серии АИ являются новой унифицированной серией асинхронных двигателей, отвечающих перспективному уровню развития мирового электромашиностроения. Электродвигатели этой серии должны полностью заменить серию двигателей 4А, ее модификации и серию А4М.

Двигатели серии АИ в отличие от серии 4А имеют: улучшенные пусковые характеристики, повышенные показатели надежности, улучшенные виброакустические характеристики, сниженный расход активных материалов, сниженную массу двигателя. Степень защиты электродвигателей серии АИ – I Р 44 и I Р 23.

Структура обозначения типоразмеров асинхронных двигателей серии АИ аналогична серии 4А и отличается первыми тремя буквами: буквы АИ обозначают вид двигателя новой серии стран Интерэлектро.

Значительно реже применяется модификация асинхронных электродвигателей с фазным ротором с трехфазной обмоткой, выполняемой подобно статорной, с тем же числом полюсов. Обмотка соединяется звездой или треугольником; три конца обмотки выводятся на три изолированных контактных кольца, вращающихся вместе с валом машины. Через щетки, укрепленные на неподвижной части машины и скользящие по контактным кольцам, в ротор включается трехфазный пусковой или регулировочный реостат, т.е. в каждую фазу ротора вводится активное сопротивление. Асинхронные двигатели с фазным ротором применяются там, где требуется плавное регулирование скорости приводимого в движение механизма, а также при частых пусках двигателя под нагрузкой.

Электродвигатели (а также аппараты) классифицируются по степеням защиты их оболочек (табл. 5.1).

Для производств, имеющих специфическую среду, выпускаются электродвигатели в специальном конструктивном исполнении. Так, для привода производственных механизмов во взрывоопасных зонах обычно применяются взрывозащищенные электродвигатели. По виду и способу устройства взрывозащиты эти электродвигатели разделяются на взрывонепроницаемые, продуваемые под избыточным давлением и повышенной надежности против взрыва (защита вида «е»).

Таблица 5.1

Наибольшее распространение получили взрывонепроницаемые электродвигатели. Широко используются электродвигатели, продуваемые под избыточным давлением. Они выпускаются на большие мощности (свыше 100 кВт) и предназначены для привода крупных насосных, компрессорных и других специальных установок.

Взрывозащита и надежность в работе взрывозащищенных электродвигателей во многом зависят от свойств используемых в них материалов. Эти материалы делятся на конструкционные , активные и изоляционные .

К конструкционным относятся материалы, из которых изготовляются механические детали и части электродвигателя (корпус, вал, подшипниковые щиты и т.д). К некоторым конструкционным материалам предъявляются специфические требования по обеспечению взрывозащиты. Например, вентилятор принудительного воздушного охлаждения (центробежный, установлен на валу, имеет направляющий кожух) выполняется из неискрящего материала ЦАМ–4–1, что исключает искрообразование при ударах его о стальной кожух и воспламенение взрывоопасной среды.

К активным относятся токопроводящие материалы или те, в которых протекают электрические процессы (например, листовая электротехническая сталь для изготовления сердечников статора и ротора, алюминий и т.п).

К изоляционным относятся материалы, предназначенные для электрической изоляции токопроводящих частей двигателей. Изоляционные материалы прежде всего должны обеспечить надежную работу электродвигателя в различных условиях эксплуатации. От них зависят и технико-экономические показатели электродвигателя. Для взрывозащищенных электродвигателей изоляция обмоток должна быть не ниже класса В (по ГОСТ 8865–70), например, микалента, микафолий, слюдинит, стеклоткань, стеклотекстолит и т.д.

Взрывозащита взрывонепроницаемых электродвигателей обеспечивается тремя факторами: взрывонепроникновением, взрывоустойчивостью и температурным режимом оболочки. Взрывонепроникновение достигается созданием взрывонепроницаемых зазоров в местах сочленения отдельных частей оболочки. К таким местам относятся сочленения: подшипниковых щитов с корпусом и валом, корпуса присоединительной коробки вводов с корпусом двигателя, крышки коробки вводов с корпусом двигателя, крышки коробки вводов с корпусом коробки и др. Все сочленения выполняются с минимальными зазорами, указанными в ГОСТ 22782.6–81 . На рис. 5.1 показаны взрывонепроницаемые зазоры оболочки электродвигателя. На чертежах они обычно обозначаются словом «взрыв».

Рис. 5.1. Схематическое устройство взрывозащищенного электродвигателя:

1 ,4 – крышки подшипника;2 – корпус;3 – подшипниковый щит;5 – вводная коробка;6 – взрывонепроницаемые зазоры, обозначаемые словом «взрыв»

Особое внимание уделяется обеспечению взрывонепроникновения присоединительной коробки. Это достигается путем применения сальникового уплотнения или заливки затвердевающей изолирующей массой места ввода в нее кабеля. Для ввода кабеля или проводов в трубе применяют муфты с трубной резьбой.

Взрывоустойчивость обеспечивается высокой механической прочностью корпуса электродвигателя, подшипниковых щитов, коробки вводного устройства и ее крышки. Эти части, а также крепежные элементы должны выдерживать без повреждения и остаточной деформации гидравлические испытания избыточным давлением, равным полуторакратному давлению, которое возникает вследствие воспламенения взрывоопасной смеси при нормальных условиях, но не менее 310 5 Па.

Температурный режим оболочки электродвигателя обеспечивается тем, что температура наружных поверхностей в рабочем режиме не должна превышать значений, указанных в табл. 2.12.

Взрывонепроницаемые электродвигатели изготавливаются для работы в категориях взрывоопасной смесей от IIА до IIС (от 1 до 4) и группах взрывоопасных смесей от Т1 до Т5 (от А до Д). Взрывонепроницаемые электродвигатели являются преимущественно электродвигателями с короткозамкнутым ротором.

Отечественные серии и типы взрывонепроницаемых электродвигателей приведены в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Окончание табл. 5.2

* Первые имеют вводное устройство с видом взрывозащиты «е», а корпус –с видом взрывозащиты d , т.е. для взрывоопасных зон B-Ia(2),B-Iг(2), B-Iб(2), B-IIa(22). Вторые (под чертой) – вводное устройство и корпус имеют защиту вида d , т.е. для взрывоопасных зон – В-I(1), B-II(21).

Электродвигатели серии ВАО всех маркировок по взрывозащите (от В1Г до В4Д включительно) имеют одинаковые установочные и монтажные размеры, стандартизированную шкалу мощностей, что обеспечивает их взаимозаменяемость, упрощает проектирование и монтаж во взрывоопасных зонах.

Серия электродвигателей ВАО включает основное исполнение и модификации. В полном обозначении электродвигателя основного исполнения, например ВАО 21–4, цифра 2 указывает на второй габарит (т.е. на условный наружный диаметр листов статора), 1 – на условную длину (первую или вторую) пакета статора, 4 – на число полюсов. Модификации серии ВАО имеют следующие обозначения: ВАОК (с фазным ротором), ВАОТ (конвейерные), ВАОЛ (лебедочные), ВАОМ (для местной вентиляции), ВАОА (для запорной арматуры) и т.д.

В настоящее время налажен серийный выпуск новых взрывонепроницаемых электродвигателей серии В, 2В, ВА, АИМ и др. Они предназначены для применения во взрывоопасных зонах классов В – I и В – II, а также В – Iа и В – Iг.

Взрывозащита электродвигателей, продуваемых под избыточным давлением, основана на непроникновении взрывоопасной среды во внутреннюю полость электродвигателя. Это достигается продувкой внутренней полости электродвигателя и воздуходувов (в пределах границ взрывоопасной зоны) чистым воздухом или инертным газом и созданием в них избыточного давления не менее 100 Па. Электродвигатели могут иметь замкнутую или разомкнутую системы вентиляции. В первом случае циркулирует один и тот же объем воздуха, охлаждаемого двумя водяными воздухоохладителями. Имеется трубопровод для отвода воздуха при продувке электродвигателя перед пуском. В разомкнутой системе воздух (см. рис. 2.4) забирается вне взрывоопасной зоны, проходит в фильтрах очистку от пыли, затем прогоняется по воздуховодам и полости электродвигателя и выбрасывается наружу (выбрасывать отработавший воздух во взрывоопасную зону не рекомендуется).

Дополнительными мерами по этому виду взрывозащиты являются: нормирование температуры оболочки (она такая же, как и у взрывонепроницаемых электродвигателей); автоматическое отключение или подача сигнала и блокировка.

При падении статического давления внутри оболочки ниже 100 Па в зонах В–I и В–II должно произойти автоматическое отключение электродвигателя, а в зонах В–Iа и В–IIа допускается автоматическая подача сигнала опасности. Для этого применяются мембранные сигнализаторы давления СПДМ, которые устанавливаются за пределами взрывоопасной зоны.

Блокировка предупреждает включение электродвигателя до того, как через его оболочку совместно со всеми элементами (трубопроводами, воздухоохладителями и т.д.) системы вентиляции не будут продуты чистый воздух или инертный газ. Объем газов должен быть не менее пятикратной емкости оболочки и всей системы вентиляции. Эта блокировка выполняется при помощи реле времени, включающего электродвигатель только тогда, когда вентилятор осуществит продувку. Время выдержки реле времени определяется по формуле

 в  /Q , (5.1)

где V 1 – объем воздуховодов, м 3 ; V 2 – объем электродвигателя (вычисляется по габаритным размерам), м 3 ; Q - производительность вентилятора подпитки или продувки, м 3 /с.

Электродвигатели в этом исполнении являются крупными машинами и применяются для привода насосов, вентиляторов, компрессоров и других общепромышленных механизмов во взрывоопасных зонах всех классов (за исключением зоны В-Iг), которые могут содержать взрывоопасные смеси всех категорий и групп. Некоторые данные отечественных типов и серий таких электродвигателей приводятся в табл. 5.3.

Таблица 5.3

Электродвигатели повышенной надежности против взрыва при нормальном режиме работы не могут быть причиной взрыва: у них отсутствует открытое искрение, дуги или опасные температуры. Дополнительными факторами, обеспечивающими этот вид взрывозащиты, являются: снижение допустимой температуры изолированных обмоток на 10 С (по сравнению с допустимыми), применение электроизоляционных материалов высокого качества (степень защиты оболочки не ниже IP 33 или IP 54). Выпуск таких электродвигателей ограничен серией А десятого и одиннадцатого габаритов мощностью 55-320 кВт, напряжением 380/660 В и 3000 В в исполнениях НОА, НОБ, НОГ.

Электродвигатели повышенной надежности против взрыва могут применяться во взрывоопасных зонах всех классов (за исключением зон класса В-I и В-II) и всех категорий взрывоопасных смесей при соответствии ее группы.

Электродвигатели обычно поставляются комплектно с технологическим оборудованием (насосами, компрессорами, вентиляторами и т.д.). Если же они поставлены некомплектно, их выбирают по роду тока, напряжению и номинальным данным, приводимым в заводских каталогах.

Выбор электродвигателей по роду тока и напряжению несложен: род тока и напряжение определены условиями электроснабжения, мощностью самих электродвигателей и необходимостью регулирования частоты вращения.

Важной задачей при выборе электродвигателя является определение условий, в которых он будет работать. Во многих случаях окружающая среда содержит большое количество влаги, пыли, газов, паров, химических веществ. Поэтому степень защиты оболочки электродвигателя должна соответствовать окружающей среде. При выборе электродвигателя для взрывоопасных зон, кроме того, учитывают класс зоны, уровень и вид взрывозащиты, категорию и группу взрывоопасной смеси. Для пожароопасных зон также учитывают ее класс.

Тип асинхронного электродвигателя во многом определяется условиями пуска рабочего механизма, а также режимом работы. Режим работы электродвигателя определяется характером его загрузки и временем, в течение которого он может работать, не нагреваясь выше установленной температуры.

При длительном режиме работы выбор электродвигателей достаточно прост. Если нагрузка механизма постоянна (насосы, вентиляторы, компрессоры, различного ряда транспортеры), исходят из условия

Р н = Р мех, (5.2)

где Р н – номинальная мощность (по каталогу) электродвигателя, кВт; Р мех – номинальная мощность рабочего механизма, кВт.

Мощность Р мех определяется по параметрам производственного механизма и эксплуатационным характеристикам в соответствии с технологическим процессом.

Мощность электродвигателя насоса

Р мех.н = [Q  (H +  H ) k з ]/ 102  н  п , (5.3)

где Q – производительность насоса, м 3 /с;  - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м 3 ; Н – высота напора, равная сумме высот всасывания и нагнетания, м; Н – падение напора в магистралях, м; k 3 – коэффициент запаса (рекомендуется принимать при электродвигателях мощностью до 50 кВт равным 1,2; от 50 до 350 кВт – 1,15; свыше 350 кВт – 1,1);  н – КПД насоса, равный 0,45 – 0,85 (большая цифра относится к большей мощности);  н – КПД передачи: ременной 0,85 – 0,9; клиноременной 0,97 – 0,98; при непосредственном соединении с помощью муфты – 1.

Мощность электродвигателя вентилятора

Р мех.в = QH c k з / 1000 в  п, (5.4)

где Q – производительность вентилятора, м 3 /с; Н с – давление, развиваемое вентилятором, Па; k 3 – коэффициент запаса, принимаемый для электродвигателя до 1 кВт равным 2; от 1 до 2 кВт – 1,5; от 2 до 5 кВт – 1,25; свыше 5 кВт – 1,1 (1,15);  в – КПД вентилятора (0,5-0,8).

Мощность электродвигателя компрессора

Р мех.к = QA / 1000 к  п, (5.5)

где Q – производительность компрессора, м 3 /с; А – работа, затрачиваемая на сжатие 1м 3 газа до определенного давления, Дж;  к – КПД компрессора (0,5 – 0,7).

Приводя в движение производственный механизм, электродвигатель совершает полезную работу по преодолению сил сопротивления, обусловленных силами трения в передачах и движущихся частях механизма, а также полезной нагрузкой на его рабочем органе.

Количество полезной работы, совершаемое в единицу времени (в секунду), называется полезной мощностью. Потребляемая мощность Р i для асинхронного электродвигателя равна

P i = 10 –3
U л I л cos , (5.6)

где U л – линейное напряжение, питающее обмотки статора, В; I л – линейный ток потребления, А; cos - коэффициент мощности электродвигателя.

Желательно, чтобы каждый электродвигатель работал с возможно большей нагрузкой, развивая возможно большую полезную мощность. Однако увеличение нагрузки электродвигателя сопровождается увеличением температуры его частей. Наиболее чувствительной к повышению температуры элементов является изоляция обмоток электродвигателя. Чем выше рабочая температура, тем быстрее стареет и разрушается изоляция.

Приведенные на щитке электродвигателя номинальные значения мощности Р ном, тока I ном и скорости вращения n ном соответствуют номинальной нагрузке на валу, при которой электродвигатель, работая в номинальном режиме, при температуре окружающей среды + 35 С имеет максимально допустимую температуру.

Практическая электроника

Б. АНДРЕЕВ, 15 лет, г. Заинск Татарстан
Радио 2002 год, № 7

При изготовлении различных радиолюбительских конструкций из журнала "Радио" нередко требуется сетевой трансформатор питания. Однако при подборе подходящего магнитопровода могут быть проблемы. Я использую магнитопроводы статоров старых электродвигателей, на которых можно намотать тороидальный трансформатор мощностью от 30 до 1000 Вт.

Пазы с внутренней стороны цилиндрического статора электродвигателя 1 (см. рисунок ) я не удаляю, а обматываю лако-тканью все кольцо и каждый зуб в отдельности. Затем в пазы укладываю витки 2 первичной обмотки I, предварительно разделив общее число витков на число пазов. Если все витки в пазах не умещаются, то поверх заполненных пазов укладываю дополнительный слой изоляции и доматываю оставшиеся витки первичной обмотки.

Затем укладываю два-три слоя лакоткани 4 или хлопчатобумажной изоляционной ленты и наматываю вторичную обмотку 3 так, как обычно и наматываются тороидальные трансформаторы. Каждую обмотку я пропитываю маслом, взятым из высоковольтного бумажного конденсатора (например, 4 мкФ на 600 В от лампы дневного света) или расплавленным парафином от свечки.

Перед намоткой вторичной обмотки полезно уточнить число витков на вольт, поскольку при намотке первичной обмотки возможны ошибки в подсчете числа витков. Для этого наматывается пробная вторичная обмотка из 10 или 15 витков любого провода и измеряется напряжение на ней. Затем, поделив 10 (или соответственно 15) на измеренное напряжение, рассчитывают число витков на вольт, а затем и число витков вторичной обмотки на требуемое напряжение. В формуле для расчета числа витков на вольт, которая в упрощенном виде записывается так: n = 45/S, где S - сечение магнитопровода в см 2 , я беру коэффициент не 45, а 65, при этом практически отпадает необходимость увеличивать число витков вторичной обмотки на 10...20%, как это обычно рекомендуется, трансформаторы не греются, не гудят и, вообще, работают лучше. Это проверено мною на практике.

Из статора одного электродвигателя можно изготовить магнитопроводы различной толщины для нескольких трансформаторов небольшой мощности, если разделить статор на части по склейкам между штампованными пластинами. Так были сделаны трансформаторы для лабораторного блока питания, зарядного устройства и музыкального звонка, описанные в "Радио".

От редакции. Автор заметки интуитивно и опытным путем пришел к совершенно правильному выводу о необходимости увеличения коэффициента в формуле для расчета числа витков на вольт. При этом уменьшаются индукция в магнитопроводе, он перестает заходить в насыщение на пиках синусоидального напряжения сети, отчего резко снижается ток холостого хода, уменьшается поле рассеяния и "гудение" трансформатора. Статью е подробным описанием происходящих явлений наш журнал опубликовал еще за три года до рождения автора (Поляков В. "Уменьшение поля рассеяния трансформатора" в

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 . 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.

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).

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, шлиф машинки 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 .

После того, как вы избавитесь от накладок и следов электросварки, вам необходимо будет вырезать из картона или пресс шпана 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 обматывается киперной, тафтяной или стекло лентой и снова пропитывается лаком и сушится.

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.

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.

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»

КАК СДЕЛАТЬ САМОДЕЛЬНЫЙ 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.

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.

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).

Рис. 1

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.

Рис. 2

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.

Рис. 3

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.

Рис. 4

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»:-))))).

МЕТОД ИСПЫТАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНОГО ЖЕЛЕЗА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА.

Очень часто трансформаторное железо для сварочного аппарата берется от какого – либо старого трансформатора, статора асинхронного электродвигателя и т. д. Электромагнитные параметры такого железа чаще всего неизвестны, да и использование его для сварочного трансформатора имеет некоторые отличия от стандартных расчетов. Поэтому предлагаемый метод испытания позволяет, не вдаваясь в вычисления, с большой точностью выбрать параметры обмотки для данного трансформатора.

Нам понадобится: автоматический выключатель, для защиты нашей схемы, однофазный ЛАТР (лабораторный автотрансформатор), прибор для измерения переменного тока (подойдет и стандартный комбинированный прибор, так называемый тестер, главное, что бы у него был диапазон измерения переменного тока где-то до десяти ампер), вольтметр до 250В, немного провода, изоляционная лента и собственно само железо собранное и стянутое так, как оно будет работать в конечном изделии.

Вначале надо заизолировать железо изоляционной лентой. Сделайте это качественно, так как эта изоляция останется под основную обмотку. Лучше использовать хлопчатобумажную или стекло(лако)ткань. Изолента на основе ПВХ от нагрева может расплавиться и оголить железо, что в дальнейшем приведет к пробою обмотки на корпус трансформатора.

Затем любым изолированным проводом, рассчитанным на ток не менее 10А, намотайте на железо 30 витков. Обмотку распределите равномерно по всей длине одного или двух кернов Ш-образного или П-образного железа или по всей окружности кольцевого, в зависимости от того, на чем вы собрались наматывать обмотку. От равномерности намотки зависит точность измерения, так как потоки рассеяния будут в этом случае минимальны. Итак, обмотка намотана, можно собирать схему для испытания (рисунок 5).

Рис. 5

Рис. 6

Перед включением обязательно проверьте, что движок ЛАТРа находится в нулевом положении. Включайте автомат, берите лист бумаги и записывайте первое показание приборов. Соответственно ноль вольт и ноль ампер. Немного повернув в сторону увеличения движок ЛАТРа, снимите следующее показание, и так далее до тока приблизительно 7- 10 А. Вы должны почувствовать момент насыщения вашего железа, когда при малейшем изменении положения движка ЛАТРа, ток увеличивается очень сильно. Если при испытаниях этот эффект произошел на меньших токах, чем 7 А, можете дальнейшие точки не снимать, они нам не нужны.

Теперь строим график того, что мы намерили. Чем больше точек мы сняли, тем большую точность в графике получите, хотя слишком усердствовать не надо.

На рисунке 6 приблизительно то, что должно получиться. Бросается в глаза точка излома вольтамперной характеристики. В этой точке происходит насыщение железа трансформатора. Рабочую точку для сварочного трансформатора надо выбирать чуть ниже точки насыщения. Обращаю ваше внимание на то, что данную процедуру мы делаем для сварочного трансформатора. Для обычного понижающего трансформатора испытания делаются также, но рабочая точка выбирается значительно ниже точки насыщения. Все дело в том, что сварочный трансформатор в основном режиме работы (сварка) находится в состоянии близком к короткому замыканию. В этом режиме происходит размагничивание железа, и для сварочного трансформатора ток холостого тока не имеет значения такого, как для трансформатора напряжения. Поэтому, выбирая ток холостого тока (а это и есть ток нашей рабочей точки), близкий к току насыщения железа, мы будем экономить на количестве витков на вольт, а значит, сможем получить больший сварочный ток от нашего трансформатора.

Рабочая точка выбрана. Опустив перпендикуляры на графике, на соответствующие оси тока и напряжения, запишем величины тока и напряжения для нашего железа. Ток – это будет ток холостого хода нашего трансформатора. А из значения напряжения мы получим количество витков на вольт для нашего трансформатора, разделив полученное напряжение на количество витков нашей обмотки. Например, получаем рабочую точку 6 А и 39 В. Обмотка у нас 30 витков. Количество витков на вольт будет 30/39=0,77 или приближенно 0,8 витка на вольт. Округлять советую в большую сторону, тогда не ошибки не будет. Соответственно первичная обмотка нашего трансформатора должна содержать 0,8*220=176 витков (для 220-и вольтового трансформатора), вторичная, если мы хотим получить на ней 60 В, должна быть 0,8*60=48 витков.

Все можно наматывать обмотки. Выбор сечения провода обмоток я здесь не рассматриваю, так как эта величина зависит еще и от типа железа (Ш- , П-образное, кольцевое), от размера окна, в которое можно намотать обмотку. В большинстве случаев провод подбирается не какой нужен, а какой есть, поэтому скажу только, что в зависимости от величины сварочного тока, первичную обмотку наматывают проводом где-то 4 мм квадратных, вторичную не менее 12 мм квадратных для сварочного трансформатора на 160 А (электрод №4). При этом надо учитывать, как долго вы собираетесь непрерывно варить. Если он нужен вам для производственных дел или для резки, сечение обмоток может вырасти в несколько раз.

При изготовлении не забудьте положить хорошую изоляцию между первичной и вторичной обмотками, от этого зависит ваша безопасность.