Файл: Юрий Федорович ПодольскийСварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 305
Скачиваний: 11
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
147
железо нужно отделить перед окончательной сборкой магнитопровода. Возможно, его хва- тит даже на два трансформатора. Для этого отгибают пластины, стягивающие сердечник
(обычно они находятся на его наружной поверхности), снимают часть сердечника, а остав- шуюся часть вновь крепят с помощью пластин, предварительно сжав сердечник тисками.
После того как кольцо магнитопровода двигателя надежно скреплено и отделено от обмоток и корпуса, его плотно изолируют. Особое внимание уделяют острым углам на краях пазов. Лучше сначала положить на торцы магнитопровода вырезанные из жесткого диэлек- трического материала кольца, чтобы закрыть пазы и перекрыть их острые углы.
Кольцо статора имеет внушительные размеры. Например, внутренний диаметр порядка 150 мм позволяет 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 эффек- тивное меньшее значение и следует ориентироваться при расчете количества витков первич- ной обмотки (рис. 52, а).
Конечно, пазы с внутренней стороны магнитопровода создают определенные неудоб- ства, и многие разработчики рекомендуют полностью вырубить Т-образные выступы пазов.
Для этого берут остро заточенное зубило или крейцмейсель и ставят так, чтобы боко- вая грань его острия скользила по боковой поверхности сердечника (рис. 52, б). Ширину зубила подбирают несколько больше ширины основания зубца, но при работе оно не должно касаться соседних зубцов. Тогда зубило скользит по поверхности пазов, образуя чистую поверхность. Неровности подправляют абразивным кругом.
Срубание зубцов, безусловно, улучшит форму магнитопровода и, что еще более важно,
уменьшит его вес. Однако такая работа довольно сложна. Удалять же зубцы газовой или электродуговой резкой не рекомендуется, так как нагрев нарушит структуру металлических листов и ухудшит характеристики собираемого трансформатора. Кроме того, это может при- вести к деформации сердечника. В то же время на сварочные свойства трансформатора пазы,
в общем-то, влияют мало: сварочные характеристики остаются хорошими. Поэтому боль- шинство самодельщиков пазы не трогает.
Иногда встречаются рекомендации набить пазы обмоток 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.
В качестве примера рассмотрим параметры СТ, изготовленного из статора трехфазного асинхронного электродвигателя мощностью 4,18 кВт с внутренним диаметром кольца маг- нитопровода 150 мм, внешним – 240 мм и высотой 122 мм. Эффективная площадь сечения магнитопровода в этом случае равна 29 см
2
. Первичная обмотка имеет 315 витков медного провода ∅2,2 мм, вторичная рассчитана на напряжение 56 В и выполнена из нескольких про- водов ПЭВ общим сечением 22 мм
2
. Можно использовать и алюминиевые провода с попе- речным сечением в 1,65 раза больше, чем медных. Первичная обмотка намотана в два с половиной слоя с изолированием каждого слоя хлопчатобумажной лентой или стеклотка- нью, вторичная уложена на 3/4 длины кольца. При намотке вторичной обмотки ее жела- тельно укладывать так, чтобы она не перекрывала последнюю часть первичной, тогда пер- вичную обмотку можно будет домотать или отмотать при окончательной настройке (рис. 52,
Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
148
в). Чтобы регулировать силу сварочного тока, во вторичной обмотке необходимо предусмот- реть дополнительные отводы с напряжением 50, 44, 38 и 32 В. Методика намотки такого трансформатора ничем не отличается от вышеописанной методики намотки провода на маг- нитопровод из ЛАТРа, разве что большой диаметр окна позволяет работать гораздо спокой- нее.
Такой трансформатор можно намотать и с разнесенными на разные плечи обмотками
(рис. 52, г). В этом случае можно всегда иметь доступ к каждой из них.
Трансформатор в дуговом режиме развивает ток порядка 180 А при напряжении пита- ния 230 В. Заметным недостатком трансформатора можно считать разве что его немалый вес – до 40 кг в корпусе.
Корпус же можно сделать тем же методом, что и для трансформатора из ЛАТРа, – из двух фанерных щитов. Не помешает и принудительное охлаждение СТ, особенно если пла- нируется длительная работа. Но благодаря тому, что окно магнитопровода в данном случае больше и обмотки намотаны не настолько плотно, вертикальное расположение конструк- ции не обязательно. К нижнему щиту прикручиваются деревянные ножки, обеспечивающие зазор, достаточный для подсоса воздуха, а вентилятор, работающий на выдувание, закреп- ляют на верхнем щите.
Рис. 52. Использование статора электродвигателя в качестве магнитопровода:
Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
149
а – извлеченный из корпуса статор без обмоток; б – срубание гребней пазов; в –
частично перекрывающиеся обмотки; г – разнесенные обмотки; д – сборочный чертеж СТ;
1 – нижний щит; 2 – вторичная обмотка; 3 – верхний щит; 4 – болт стяжки; 5 – вентилятор;
6 – магнитопровод; 7 – первичная обмотка; 8 – узлы крепления выпрямителя; 9 – ножки.
Стрелками указано направление потоков воздуха
Сварочный трансформатор из… телевизора
В старых отечественных цветных телевизорах использовались крупные, увесистые сетевые трансформаторы: в основном ТС-270, ТС-310, СТ-270. Эти трансформаторы имеют
U-образные, так называемые броневые, магнитопроводы, состоящие из двух одинаковых U- образных частей – спрессованных и изогнутых пакетов железа, стягиваемых друг с другом хомутами (рис. 53, а). Их легко разобрать: стоит отвинтить всего две гайки на стягивающих шпильках – и магнитопровод распадается на две половинки.
У трансформаторов ТС-270, ТС-310 сечение магнитопровода имеет размеры 2 × 5 см
(S = 10 см
2
), а у более новых ТСА-270 сечение магнитопровода S = 11,25 см
2
при разме- рах 2,5 × 4,5 см. При этом ширина окна у старых трансформаторов на несколько миллимет- ров больше. К тому же трансформаторы ТС-270 мотались медью, из их первичных обмоток может пригодиться провод 0,8 мм. ТСА-270 намотаны алюминием, поэтому их использовать нежелательно. В любом случае такие магнитопроводы вместе с каркасами при незначитель- ных переделках можно использовать для изготовления сварки.
Понадобится три одинаковых трансформатора такого типа, при этом суммарная пло- щадь их объединенного магнитопровода будет равняться 30–34 см
2
. Еще до разборки теле- визионных трансформаторов необходимо сразу же с помощью маркера или краски пометить сопрягаемые стороны половинок их магнитопроводов для того, чтобы при сборке не пере- путать половинки от разных сердечников и они состыковались точно в том же положении,
в котором и были собраны на заводе.
Как их соединить между собой после разборки, показано на рис. 53, б. Три отдельных броневых сердечника складывают боковыми торцами друг к другу и стягивают прежними хомутами-каркасами. При этом выступающие за боковой торец части металлических карка- сов необходимо подрезать: на центральном магнитопроводе – с обеих сторон, а у боковых –
лишь с одной, внутренней стороны. В результате получается единый магнитопровод боль- шого сечения, который можно легко собрать и разобрать.
Объем окна такого магнитопровода позволяет использовать для первичной обмотки провод диаметром до 1,6 мм, а для вторичной – шину прямоугольного сечения 10 мм
2
или многожильный провод-канатик, изготовленный из пучка тонких проводов ∅0,6–0,8 мм, того же сечения, хотя прямоугольная шина компактнее. Для полноценного сварочного трансфор- матора этого, конечно, маловато, однако, учитывая невысокие затраты на изготовление дан- ной конструкции, это вполне оправдывает себя в случае непродолжительных работ.
Обмотки мотают на картонных каркасах отдельно от магнитопровода, что, несо- мненно, удобно. Картонный каркас можно изготовить из пары родных каркасов трансфор- матора, выкинув из них с одной узкой стороны боковые щечки, а широкие щечки склеив между собой с помощью дополнительных полос жесткого картона. При намотке внутрь кар- тонных каркасов обязательно надо плотно вложить распорки из нескольких обрезков дере- вянных дощечек. Обмотки необходимо укладывать виток к витку, как можно плотнее, меж- слоевая изоляция должна быть как можно тоньше. С внешней стороны после первого слоя
Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
150
провода и далее через каждые два желательно вставлять деревянные колышки для вентиля- ции обмоток.
Вторичную обмотку лучше всего мотать шиной прямоугольного сечения, так она зай- мет наименьший объем. Если же она не влезает в положенный объем каркаса, придется отка- заться от удобной намотки отдельно от магнитопровода и мотать вторичную обмотку на уже собранный, с установленной катушкой первичной обмотки сердечник, протягивая каждый ее виток через окно. На жестком магнитопроводе гибкий провод удастся утянуть значительно плотнее, чем на картонном каркасе, и в окно войдет большее количество витков.
Так как внутреннее пространство магнитопровода сильно ограничено, для экономии места придется отказаться от разделения первичной обмотки на две секции. Первичная обмотка содержит 250 витков эмалированного провода ∅1,5 мм, и вся она помещена на одном плече. Для работы 2-миллиметровыми электродами вторичная обмотка (45 В, многожиль- ный провод или шина сечением 10 мм
2
) располагается полностью на противоположном плече. В такой комбинации сварочный ток равняется примерно 70 А, а в режиме короткого замыкания прирост тока совсем небольшой. Ток холостого хода – 450 мА при напряжении сети 230 В.
Для работы «тройкой» вторичную обмотку надо дополнить. Считаем предыдущую обмотку за 2/3 общего ее объема, а еще 1/3 располагаем на первом плече поверх первичной.
В этом варианте выходной ток в дуговом режиме увеличится примерно до 100 А, и, для того чтобы избежать чрезмерного нагрева, корпус трансформатора следует оборудовать нагнета- ющим вентилятором.
Рис. 53. Сварочный трансформатор из телевизионных трансформаторов:
а – исходный трансформатор; б – конструкция сварочного трансформатора; 1, 2, 3
– магнитопроводы телевизионных трансформаторов; 4 – U-образные наборы пластин; 5 –
обмотки; 6 – нижняя часть хомута; 7 – стягивающие шпильки; 8 – верхняя часть хомута
При сборке магнитопровода особое внимание следует уделить надежности крепления и плотности прилегания отдельных U-образных половинок броневого сердечника. Как уже говорилось, сопрягаемые половинки магнитопровода должны быть от одних и тех же транс- форматоров и устанавливаться теми же сторонами, что и на заводе. Под гайки стягивающих шпилек обязательно нужно подложить шайбы большого диаметра и шайбы Гровера.
Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
151
Основным недостатком данного СТ является несовершенство магнитопровода, имею- щего сжатый зазор между двумя половинками и не рассчитанного на большую мощность.
Греется первичная обмотка у этого трансформатора сильнее, чем, например, обмотка с таким же проводом у «ушастика». Тем не менее его можно с успехом использовать в подсобных целях, особенно для сваривания тонкого автомобильного металла. Он отличается особенно компактными размерами и небольшим весом – 14,5 кг.
1 ... 15 16 17 18 19 20 21 22 ... 31
Другие типы сварочных трансформаторов
Большинство однофазных трансформаторов, использующихся в промышленности,
изготовлены по Ш-образной схеме. Снятые со старого оборудования Ш-образные трансфор- маторы тоже можно переоборудовать под сварочные, по крайней мере использовать их маг- нитопроводы, если те обладают достаточным сечением и размерами окна сердечника. Но,
как правило, большинство приборных трансформаторов обладают весьма ограниченными размерами. Здесь имеет смысл собрать из пластин двух одинаковых трансформаторов один магнитопровод, нарастив таким образом площадь сечения. Увеличение сечения магнитопро- вода дает выигрыш в витках: их теперь придется мотать значительно меньше. А чем меньше витков, тем в меньшее по объему окно можно установить обмотки. Разумный предел здесь такой же, как и в вышеописанных случаях, – 50–60 см
2
. Если размеры Ш-образного магни- топровода позволяют, то обмотки лучше расположить раздельно, чтобы несколько улучшить сварочные характеристики трансформатора.
Например, можно изготовить СТ из магнитопроводов двух одинаковых Ш-образных трансформаторов с внешними размерами Ш-образной пластины 122 × 182 мм и размерами окон 31 × 90 мм. Площадь сечения сложенного из двойного набора пластин магнитопровода превысит 60 см
2
, что даст возможность до минимума сократить число витков его обмоток.
Первичная обмотка будет состоять из 176 витков провода ∅1,68 мм. Вторичную мотают в два провода Ш2,5 мм с выходным напряжением 46 В. При сетевом напряжении 235 В транс- форматор способен развить ток дуги до 160 А, хотя и греется при этом значительно.
Обычно сложенные из пластин сердечники промышленных трансформаторов разби- рать легко, соответственно, снять старые провода и намотать новые обмотки несложно.
Известны случаи, когда на Ш-образный магнитопровод сначала устанавливали вторичную обмотку (низкого напряжения), а поверх нее – первичную (высокого напряжения). Характе- ристики сварки от этого не ухудшатся, зато удастся избежать некоторых проблем. Дело в том,
что количество витков вторичной обмотки может быть весьма приблизительным, ориенти- рованным на 40–60 В. Подбирать же, подстраивая сварочный трансформатор под нужную мощность, приходится витки первичной обмотки. Рассчитав и уложив сначала обмотку низ- кого напряжения, ориентируясь примерно на 50 В, потом можно будет всегда снять или доба- вить определенное количество витков с верхней, первичной, обмотки уже готового транс- форматора.
В отслуживших свой век агрегатах и оборудовании можно встретить довольно мощ- ные и крупные трансформаторы. Для стационарных трансформаторов никогда не исполь- зуют предельные возможности ни железа, ни обмоточных проводов – всё делается с запасом.
Провода часто имеют значительные сечения, так как рассчитаны на плотность тока в 3–4 раза меньше, чем допустимо для сварки. Очень часто большие трансформаторы имеют много вторичных обмоток, рассчитанных на разные напряжения и мощности. Первичная обмотка в трансформаторе всегда одна, и ее провод рассчитан на полную мощность всех вторичных цепей. В этом случае можно оставить первичную обмотку полностью или частично отмо- тать, а все вторичные снять, намотав на их место одну толстым проводом. Если же непри-
Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
152
годна и первичная обмотка, но сам магнитопровод подходит для изготовления сварочного трансформатора, тогда придется мотать все обмотки с нуля.
В оборудовании чаще используются невысокие напряжения – 12; 27 В. Поэтому мощ- ные, намотанные толстым проводом трансформаторы могут иметь выход 2 × 12 В, 27 В и др., что явно недостаточно для зажигания дуги при сварке. Но если имеется два таких транс- форматора, их можно объединить, не переделывая, в один сварочный. Для этого первичные обмотки включают параллельно, а вторичные соединяют последовательно, после чего их напряжения суммируют.
Может оказаться, что такая объединенная сварочная система будет обладать плохой,
близкой к жесткой, характеристикой. Для исправления характеристики необходимо вклю- чить в цепь вторичной обмотки, последовательно с дугой, балластное сопротивление –
отрезок нихромовой или другой высокоомной проволоки. Обладая сопротивлением порядка сотых долей ома, она несколько уменьшит мощность трансформатора, зато это позволит работать в ручном режиме.
В ряде случаев из готовых трансформаторов СТ получается практически без пере- делки. Мощные трансформаторы подходящего типа обычно применяют в местах с повы- шенной пожароопасностью, влажностью и т. п. для создания сетей с напряжением 36 или
40 В. Такие трансформаторы могут иметь разную мощность, подключаться к 220 или 380 В
по одно– или трехфазной схеме. Провод и железо магнитопровода таких трансформаторов подбирают по мощности из расчета работы в длительном режиме (плотность тока 2–4 А/
мм
2
), поэтому имеют значительные сечения. В режиме дуговой сварки такой трансформа- тор способен развивать мощность в несколько раз выше номинальной, а его провод безбо- язненно переносит кратковременные перегрузки тока.
Если вы имеете дело с мощным однофазным трансформатором, у которого клеммы для включения на 220/380 В и выход 36, а возможно, и 12 В, то проблем с его подключением не будет. Не исключено, что придется домотать несколько витков вторичной обмотки для повы- шения выходного напряжения. Для сварки подходят трансформаторы с диаметром провода первичной обмотки около 2 мм, имеющие площадь магнитопровода, как правило, до 60 см
2
Существуют трансформаторы на напряжение 36 В, предназначенные для включения в трехфазную сеть 380 В. Например, отлично работают в качестве сварочного понижающие трехфазные осветительные трансформаторы 380/36 В мощностью от 1,5 до 2,5 кВт типа
ИВ-8, ИВ-10, С-Б22. Для переоборудования хорошо подходят трансформаторы с мощностью
2,5 кВА. Другие – 1,25 или 1,5 кВА – тоже можно использовать в качестве сварочного транс- форматора, но только в кратковременном режиме, так как их обмотки при значительных для них перегрузках быстро перегреваются. Трансформаторы данного типа часто встроены в металлический корпус с ручками и откидной крышкой, что очень удобно для переоборудо- вания их в сварочные аппараты. Процесс преобразования таких трансформаторов в свароч- ный несложен, поскольку не требуется ни переделка, ни перемотка катушек и т. п. При срав- нительно малом весе и небольшой мощности железа благодаря взаимоиндукции первичных и вторичных обмоток трансформатор способен выдавать довольно большие токи.
Для питания трехфазных трансформаторов от однофазной сети 220 В их обмотки необ- ходимо соединить между собой определенным образом. Тогда при нормальном напряжении в сети мощности трансформатора будет достаточно для работы электродом ∅4 мм.
Обычно такие трансформаторы изготовлены на трехплечевом Ш-образном магнито- проводе с сечением одного плеча не менее 25 см
2
(рис. 54, а). На каждом плече намотано по две обмотки – внутри первичная и поверх нее вторичная. Для начала необходимо разобрать соединения всех шести обмоток и найти начала и концы каждой из них.