Сварочный трансформатор. на магнитопроводе из статора электродвигателя
От ЛАТРов перейдем к следующему распространенному источнику получения хороших магнитопроводов для сварочных трансформаторов. Часто тороидальные сварочные трансформаторы мотают на материале магнитопровода, взятого из вышедшего из строя крупного асинхронного трехфазного электродвигателя. Асинхронные электродвигатели наиболее распространены в промышленности и в оборудовании среди других типов моторов. Для изготовления сварочного трансформатора подходят двигатели мощностью, близкой 4 кВа и более.
Конструкция асинхронного электродвигателя достаточно проста — состоит он из вращающегося на валу ротора и неподвижного статора, впрессованного в металлический корпус мотора. 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 ием 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 мо быть статоры с различными геометрическими размерами. Для изг товления трансформаторов лучтйе подходят те, у которых диам корпуса побольше, а длина, соответственно меньше.
Самая важная для нас часть в статоре — кольцо магнитопровод все остальное только мешает. Магнитопровод запрессован в чугу яый или алюминиевый корпус двигателя. 1 пазы магнитопрово, плотно уложены провода, которые необходимо удалить. Сделать лучше, когда статор находится еще запрессованным в корпусе, этого с одной стороны статора все выходы обмоток бывшего дв
теля обрубаются под торец острым зубилом. С противоположной стороны провод обрезать на следует — там обмотки образуют что-то вроде петель, за которые можно будет вытянуть оставшиеся провода. С помощью монтировки или мощной 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. Металлический корпус потом легко разрушить — несколько ударов хорошего молотка, и он расколется — главное не перестараться в этом деле.
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 или потом проварить продольными швами, но только с одной — внешней стороны, хотя последнее и менее желательно, так как увеличатся паразитные токи Фуко. 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 уборкой магнитопровода, возможно, его хватит даже на два трансформатора.
Бели кольцо магнитопровода двигателя уже надежно скреплено и отделено <j)T обмоток и корпуса, то оно плотно изолируется, 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.
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 не-
померный ток, а его магнитопровод будет сильно греться даже в режиме холостого хода. Все-таки испещренная пазами форма многим не нравится. И некоторые авторы рекомендуют полностью вырубить выступы пазов остро заточенным зубилом. 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.
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 (рис. 2.13).
Для примера приведу параметры реально существующего сварочного трансформатора, изготовленного мной из статора электродвигателя. Для него использовался трехфазный асинхронный двигатель мощностью 4,18 кВа с внутренним диаметром кольца магнитопровода 150 мм, внешним — 240 мм и высотой кольца-магнйтопровода 122 мм. Эффективная площадь сечения магнитопровода в этом случае равна 29 см2. Набор пластин магнитопровода изначально был не скреплен, поэтому его пришлось проварить продольными швами по внешней стороне кольца. Каких-либо явно выраженных отрицательных последствий, связанных с токами Фуко, как я того опасался, сварные швы не Вызвали. Мало того, к той же наружной части магнитопровода были приварено три установочные лапы для крепления
Рис. 2.14 |
трансформатора. Первичная обмотка тороидального трансформатора имеет 315 витков медным проводом диаметром 2,2 мм, вторичная рассчитана на напряжение 50 В и выполнена из нескольких проводов ПЭВ общим сечением 22 мм2. Первичная обмотка намотана в два с лишним слоя, вторичная уложена на 3/4 длины кольца. Трансформатор в дуговом режиме развивает ток порядка 180 А, при напряжении питания 230 В. Заметным недостатком трансформатора можно считать разве что его немалый вес — около 40 кг в корпусе.
При намотке вторичной обмотки тороидального трансформатора ее 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 (рис. 2.14). Вэтом случае можно всегда иметь доступ к каждой из Них.