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

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

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

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

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

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

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

Дополнение

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

Рис.1

В своих записях я нашел расчеты, которые помогут вам в разработках. К сожалению, в библиотеке я не нашел оригиналов издания. Предложен расчет по оптимальным параметрам, исходя из того, что ток холостого хода не должен превышать I х.х. <0,3 А. Тогда при S сеч. =45 см 2 число витков первичной обмотки равно 220, а вторичной -50 + 20.

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

n 1 = (S ном. /S ) · 220.

Т.е. n 1 = (45/30) · 220 = 330 витков.

Данные расчетов сведены в таблицу, где.

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.

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 рис1 (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, 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.

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.

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 индкутивность 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” :-))))).

Конструированием сварочных трансформаторов я занимаюсь давно, так что опыт в этом деле есть. Хочу предложить читателям мою последнюю - как кажется, самую удачную - разработку сварочного аппарата не совсем обычной конструкции.

Своеобразие этого устройства в том, что сердечник для трансформатора представляет собой статор отслужившего свой срок асинхронного двигателя. Выбор сердечника определяется площадью поперечного сечения статора - она должна быть не менее 20 см 2 . Если, такое условие выполняется, подойдет статор от любого асинхронного двигателя. Ну а площадь поперечного сечения определяется так, как это показано на рисунке.

Упомяну, что наиболее рациональная величина сечения статора-сердечника лежит между величинами 20 см 2 и 50 см 2 . В принципе, подойдут и сердечники с площадью меньше 20 см 2 , однако при этом придется уменьшать сечение провода в первичной и вторичной обмотках трансформатора, что значительно уменьшит мощность аппарата и сузит его возможности. Ну а использование сердечников с площадью сечения более 50 см 2 также нерационально: трансформатор на его базе получается неоправданно громоздким и тяжелым, и это тоже не является достоинством портативного сварочного аппарата.

Извлечь статор из станины двигателя не слишком сложно. Для этого следует воспользоваться ножовкой по металлу и небольшой кувалдой. Для начала с двигателя снимаются передняя и задняя крышки вместе с якорем. Затем ножовкой надо сделать пару пропилов таким образом, как это показано на рисунке. Пропил нужен максимально глубокий, однако старайтесь при этом не повредить статор. Знайте только: чем глубже будет пропил - тем легче и без повреждений удастся извлечь статор из корпуса.

Теперь хорошенько ударьте кувалдой рядом с одним и другим пропилами. Как правило, хватает нескольких ударов, чтобы корпус развалился и статор с обмотками оказался освобожденным от него.

Обмотку сгоревших двигателей использовать, как правило, бывает невозможно, так что ее придется удалить с помощью плоскогубцев и ножниц для резки металла.

Освободив статор от обмотки, вы получите заготовку сердечника сварочного трансформатора. Надо только удалить перемычки пазов под обмотки - и вы получите готовый сердечник. Для этого используются обычное зубило и молоток. Удобнее всего удалять перемычки сначала с одного торца, а затем с другого. Предупреждаю, что работать надо в защитных очках, в изолированном помещении. Проследите также, чтобы поблизости не оказалось бьющихся предметов. Срубать зубья старайтесь как можно ближе к основанию и желательно поровнее.

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

1 - статор (сердечник трансформатора), 2 - изолента, 3 - челнок с изолентой.

После удаления зубьев сердечник обматывается хлопчатобумажной изоляционной лентой - это обезопасит первый спой обмотки от пробоя на корпус. Изоляцию удобно наматывать с помощью специального челнока, вырезанного из фанеры, как это показано на рисунке. Кстати, такой же челнок понадобится вам и для намотки провода на сердечник.

Первичная обмотка трансформатора лучше всего получается из проволоки в хлопчатобумажной изоляции. Сечение ее можно подобрать в соответствии с таблицей 1. Для вторичной обмотки подойдет стандартная «жила» в резиновой изоляции - такие используются в силовых кабелях.

Таблица 1

В таблице 1 используются следующие обозначения:

S 1 -площадьпоперечногосечения первичной обмотки;

S-площадьпоперечногосечения сердечника, равная произведению высоты сердечника на его толщину;

W 1 - число витков первичной обмотки трансформатора;

W 2 - число витков вторичной обмотки трансформатора;

S 2 -площадьпоперечногосечения вторичной обмотки трансформатора;

W 3 - дополнительная обмотка, наматывается той же проволокой, что и первичная обмотка W, служит для регулировки сварочного тока.

Дополнительная обмотка W может иметь от двух до пяти дополнительных отводов, но, в принципе, можно обойтись и без нее, оставив только единственную обмотку W. При этом, правда, несколько ухудшится экономичность сварочного аппарата.

1, 2 - силовые кабели, 3 - основание трансформатора, 4 - гайка, 5 - резьбовая шпилька, 6 - сердечник трансформатора, 7 - обмотки, 8 – винт крепления верхней панели, 9 - верхняя панель, 10 - замыкатель (сетевая розетка), 11 - перемычка (сетевая вилка с перемычкой), 12 - сетевой шнур, 13 - вилка сварочного аппарата.

Как видно из схемы трансформатора, сварочный ток регулируется с помощью замыкателя SА1. Для этого на панели прибора закрепляются несколько обычных сетевых розеток - их количество выбирается в зависимости от числа выводов дополнительной обмотки. Замыкателем же служит сетевая вилка, у которой ножки разъема соединены между собой одножильным проводом, диаметр которого составляет 1/4 диаметра провода первичной обмотки. Это дает возможность использовать замыкатель в качестве плавкого предохранителя, который срабатывает при нежелательных перегрузках.

Хотелось бы предупредить тех, кому не удастся достать провод для первичной обмотки подходящего сечения, что это не причина для того, чтобы вовсе не браться за создание сварочного аппарата. Вполне можно подобрать несколько проводов таким образом, чтобы их суммарное сечение было бы не меньше рекомендованного для W. В принципе, можно даже использовать неизолированную проволоку, обмотав ее самостоятельно хлопчатобумажной изоляционной лентой. Точно так же можно подбирать проволоку и для вторичной обмотки. Кстати, именно так и пришлось поступить мне при изготовлении своего сварочного аппарата. При этом для изолирования проволоки потребовалось десять мотков узкой хлопчатобумажной изоленты, которую вполне можно приобрести в хозяйственных магазинах или в магазинах электротоваров.

Хотелось бы предупредить, что после намотки первичной обмотки не следует сразу же заполнять и вторичную - сначала надо ее проверить. Для этого первичная обмотка подключается к сети через плавкий предохранитель, в качестве которого используется отрезок медной проволоки диаметром 0,1…0,15 мм. Если обмотка не гудит и не греется, это означает, что работу вы выполнили качественно и можете приступать к намотке вторичной обмотки. Если же предохранитель сгорает - это явный признак короткозамкнутого витка. Из этого следует, что первичную обмотку придется наматывать заново, обращая особое внимание на качество изоляции проволоки. Ну а если обмотка не греется, но прослушивается довольно громкое гудение, то это означает, что вы ошиблись при подсчете витков и у вас оказалось меньше, чем рекомендует таблица 1. В этом случае надо подмотать еще несколько витков и повторить проверку.

Для того чтобы сварочный аппарат был универсальным, на вторичной обмотке необходимо сделать отвод от третьей части витков и подключить через него трансформатор к мощному диодному выпрямителю - таким образом получается «пускач» для автомобиля, который особенно удобно использовать в холодное время года, что существенно продлит жизнь аккумулятору вашего автомобиля.

Учтите, что использование в выпрямителе мощных диодов с прямым током не меньше 200 А позволит вам сваривать детали дугой постоянного тока - это дает лучшее зажигание дуги и более ровный шов. Если же величина прямого тока диодов лежит в промежутке от 50 до 200 А, то в этом случае получается устройство для сварки переменным током и для запуска автомобиля выпрямленным током.

Учтите, что правильно собранный трансформатор не требует никакой настройки и сразу же после сборки готов к работе. Разумеется, при выполнении сварочных работ необходимо соблюдать все меры предосторожности, рекомендуемые при работах с электроприборами. В частности, запрещается касаться токоведущих участков; все переключения режимов работы сварочного аппарата необходимо производить только при отключении его от сети. Сварочные работы следует вести в специальной маске и в спецодежде, не допуская попадания брызг раскаленного металла и светового излучения на открытые участки тела.

Если вам в процессе работы встретятся какие-либо трудности, охотно поделюсь своим опытом, отвечу на любые вопросы по конструкции моего сварочного аппарата и по его работе.

Мой адрес: 654000, г. Новокузнецк Кемеровской обл., ул. Кирова, д. 10-а, кв. 3.

Василий ДРУЖИНИН, инженер

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.