Сварочный аппарат из электродвигателя

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.

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» :-))))).

Читайте также  Урок 7 - графическая библиотека для дисплея st7783

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.

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.

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.

Самодельный сварочный аппарат из старого электродвигателя

Авторизация на сайте

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.

Читайте также  Переходник usb-com-порт на микросхеме pl2303

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.

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 аппарат из электромотора

Тем, кто еще не обзавелся сварочным аппаратом (СА), рекомендую изготовить его самостоятельно на базе вышедшего из строя асинхронного электродвигателя. Затраты минимальные, а вот результат. Да и разработок, которыми можно воспользоваться для превращения утильного статора в добротный «сварочник», опубликовано немало (см., например, «Моделист-конструктор» № 8’92, 11’95, 1’96, 3’96). Буду рад, если кому-то пригодятся и мои проверенные практикой советы.

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.

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 СА.

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 нее 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.

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. Впо/не 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 ее 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 ее составе должно быть столько, чтобы суммарное сечение медных жил равнялось 30—35 мм2.

Теперь о доработке магнитопровода. Суть ее 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.

Намотку шин трансформатора лучше выполнять вдвоем. 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 облегченной 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 ее, 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.