Сварочные трансформаторы на магнитопроводе от ЛАТРов

Дата: 2015-04-17 22:47
 

Распространенным материалом для изготовления самодельных сварочных трансформаторов издавна являются лабораторные автотрансформаторы (далее — ЛАТРы). Как правило, все ЛАТРы имеют примерно одинаковый внешний вид: хорошо вентилируемый жестяной корпус круглой формы с жестяной или эбонитовой лицевой крышкой со шкалой от 0 до 250 В и вращающейся рукояткой. Внутри корпуса находится тороидальный автотрансформатор, выполненный на магнитопроводе значительного сечения. Этот сердечник и понадобится для изготовления СТ.

ЛАТРы выпускали разных типов с максимальными токами от 2 до 10 А. Для изготовления СТ годятся только те, размеры магнитопроводов которых позволяют уложить необходимое количество провода. Наиболее распространенным среди них является автотрансформатор типа ЛАТР 1М, рассчитанный, в зависимости от провода обмотки, на токи 6,7—9 А, но сердечник при этом использовался один и тот же. Он имеет следующие размеры: внешний диаметр — 127 мм; внутренний диаметр — 70 мм; высота кольца — 95 мм; сечение S = 21 см2; вес около 6 кг. Этого вполне достаточно, чтобы изготовить вполне работоспособный сварочник для бытовых нужд.

Если вам достался сгоревший ЛАТР, с него надо снять ограждение, арматуру и удалить сгоревшую обмотку. Освобожденный магнитопровод должен быть изолирован от будущих слоев обмотки электрокартоном или двумя слоями лакоткани.

Обмотки СТ расположены равномерно по поверхности магнитопровода. В первичной обмотке применен провод ПЭВ-2 диаметром 1,2 мм, длиной 170 м. Для удобства работы можно использовать челнок в виде деревянной рейки 40x500 мм с прорезями на концах, на который предварительно намотан весь провод (рис. 48, а). Челнок с проводом продевают сквозь окно, освобождают виток провода и затем переносят в обратном направлении, но уже поверх тора. Первичную обмотку изолируют двумя слоями стекло- или лакоткани.

Изготовление трансформаторов из ЛАТРа

Рис, 48. Изготовление трансформаторов из ЛАТРа:
а — челнок; б — изготовление «канатика»; в — увеличение окна сердечника; d1 — исходный диаметр сердечника; c1 — исходный диаметр окна; S1 — исходное сечение магнитопровода; d2 — диаметр сердечника после перемотки; с2 — увеличенный диаметр окна; S2 — сечение магнитопровода после перемотки

Не следует стремиться намотать первичную обмотку быстро и за один раз. Процесс этот медленный, а после укладки жестких проводов начинают болеть пальцы. Лучше сделать это за 2—3 подхода, ведь качество важнее скорости.

Вторичная обмотка располагается поверх первичной. Она может иметь от 45 до 65 витков и мотается шиной в хлопчатобумажной или стеклотканевой изоляции или канатиком (набором проводов) с общим сечением проводников от 6 мм2 до 15 мм2. Канатик делают из обмоточных проводов, которые, в принципе, могут быть любого диаметра, но лучше всего использовать провода типа ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,5— 1,5 мм. Свитые проводники канатика изолируются хлопчатобумажной лентой (см. рис. 48, б). Внутри провод располагают виток к витку, а с внешней стороны с небольшим зазором — для равномерного расположения и лучшего охлаждения.

Работу по укладке провода удобнее выполнять вдвоем: один осторожно, не задевая за соседние витки, чтобы не повредить изоляцию, протягивает и укладывает провод, а помощник удерживает свободный конец, предохраняя его от скручивания.

Иногда возникает соблазн избавить себя от лишней работы и использовать уже готовую, прекрасно уложенную первичную обмотку. Однако польза от этого будет минимальной. Обмотка ЛАТР 1М имеет 265 витков провода диаметром 1 мм. Если намотать вторичную прямо на нее, то трансформатор станет развивать непомерную для себя мощность, быстро нагреется и выйдет из строя. Ведь даже при работе с электродами диаметром 2 мм, которым достаточно тока 50—60 А, по первичной обмотке будет течь ток около 15 А. Для такой мощности первичка должна содержать около 400 витков. Их можно домотать, предварительно покрыв лаком токоотводящую дорожку и изолировав родную обмотку ЛАТРа. Можно поступить и по-другому — не доматывать витки, а погасить мощность балластным сопротивлением, включенным в цепь первичной или вторичной обмотки.

В качестве активного сопротивления можно использовать батарею параллельно соединенных мощных проволочных резисторов, например ПЭВ-50 или ПЭВ-100 суммарным сопротивлением до 10 Ом, включенных в цепь первичной обмотки. Во время работы резисторы будут сильно греться. Чтобы избежать этого, их можно заменить реактивным сопротивлением — дросселем. Дроссель мотают на каркасе 100—200-ваттного трансформатора количеством витков 100—200. Чаще всего витки подбирают экспериментально.

Сварочный трансформатор будет обладать значительно лучшей характеристикой, если балластное сопротивление (сотые доли Ома) включено на выходе вторичной обмотки — последовательно в цепь провода держателя электродов. Этим же балластом осуществляется и регулировка тока. Балласт представляет собой нихромовую или константановую проволоку диаметром 3 мм и длиной 5 м, свернутую «змейкой», которая крепится к асбестоцементному листу. Все соединения проводов и балласта осуществляются с помощью болтов М10. Методом подбора, перемещая по «змейке» точку присоединения провода, устанавливают требуемый ток.

Собранный трансформатор помещают на изолированную площадку в прежний кожух, предварительно просверлив в нем отверстия для вентиляции. Провода первичной обмотки подключают к сети 220 В кабелем ШРПС или ВРП. Выводы вторичной обмотки соединяют с гибкими изолированными проводами ПРГ; к одному из них крепится держатель электродов, а к другому — свариваемая деталь. Этот же провод для безопасности сварщика заземляют. В цепи первичной обмотки необходимо предусмотреть отключающий автомат АП-25.

Для сварки с таким CT применяют электроды типа Э-5РА УОНИИ-13/55-2,0-УД1 диаметром 1—3 мм. Ими можно выполнить большинство бытовых сварочных работ. Но, как показывает практика, одного ЛАТРа недостаточно для серьезной работы. Из-за небольшого сечения магнитопровода и малого размера его окна, ограничивающего сечение провода вторичной обмотки, такой СТ будет сильно перегреваться даже после работы с 1—2 электродами диаметром 3 мм.

Чтобы «выжать» максимум возможностей из одного такого магнитопровода, можно выполнить первичную обмотку из 200 витков медного провода диаметром 1,8 мм, а вторичную — из 44 витков шины или канатика сечением 16 мм2. Но при этом следует, во-первых, пропитать каждую обмотку эпоксидной смолой и вторичную обмотку наматывать только после того, как полностью высохнет пропитка первичной. Между обмотками обязательно проложите два слоя изоляции. И во-вторых, все время работы СТ должен обдуваться вентилятором. Трансформатор в это время стоит на боку, чтобы поток воздуха свободно проходил через оставшееся после намотки окошко внутри него. Можно использовать вентилятор УВО-2,6-6,5-У4 с фазосдвигающим конденсатором МБГО 1,0 мкф х 400 В.

Подойдут и любые другие «плоские» вентиляторы диаметром 130—150 мм.

В этом случае СТ заключают в корпус, который изготавливают из двух квадратных щитов 10-миллиметровой фанеры. Длина сторон квадрата должна на 20—30 мм превышать наибольший диаметр тороидального сердечника с обмотками. Щиты по углам стягиваются шпильками с резьбой М8. В центре каждого щита вырезано по отверстию для вентиляции диаметром, соответствующим размеру вентилятора. К одному из щитов вентилятор и крепится. К торцам щитов, на которых будет стоять конструкция, для устойчивости можно прикрепить площадку из той же фанеры или полозья из металлического профиля.

Щиток для крепления выводов обмоток СТ изготавливают из 5—10-миллиметрового текстолита или гетинакса. Клеммы выводов первичной и вторичной обмоток располагают на противоположных сторонах трансформатора. В качестве клемм для первичной обмотки используют болты М8, для вторичной обмотки — болты М12. Клеммную сборку закрывают крышкой, закрепляя ее на мебельных петлях.

Существуют ЛАТРы и с более объемными магнитопроводами, например РНО-250-2 и др. Они гораздо лучше подходят для изготовления СТ, но менее распространены. У других автотрансформаторов, аналогичных по параметрам ЛАТР 1М, например АОСН-8-220, магнитопровод имеет другие размеры: внешний диаметр кольца больше, но зато меньше высота и диаметр окна. В таких случаях, чтобы повысить продолжительность работы СТ, необходимо расширить диаметр окна.

Кольцо магнитопровода состоит из намотанных друг на друга отрезков железной ленты, скрепленной по краям точечной сваркой. Для того чтобы увеличить внутренний диаметр окна, необходимо изнутри отсоединить конец ленты и отмотать ее необходимое количество. Но не пытайтесь отмотать за один раз все. Лучше отматывать по одному витку, каждый раз отрезая лишнее. Правда, при этом неизбежно уменьшается площадь сечения магнитопровода, что ведет к потере мощности.

Как же поступить в таком случае? Есть несколько вариантов. Во-первых, можно попытаться отрезанную изнутри ленту намотать снаружи тора (рис. 48, в). Таким же способом иногда «сращивают» два магнитопровода с одинаковой высотой и толщиной ленты (этот способ будет рассмотрен ниже).

Во-вторых, при наличии двух одинаковых ЛАТРов можно изготовить неплохой сварочный трансформатор. Существует две распространенные схемы таких аппаратов, которые и будут рассмотрены ниже. Но в любом случае сердечники необходимо освободить от обмоток, даже если они совершенно целые.