Trasformatore di saldatura fai-da-te. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / attrezzatura per saldatura

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Una saldatrice è un'acquisizione desiderabile per ogni famiglia. I vantaggi della saldatura elettrica manuale sono evidenti e indiscutibili: facilità d'uso, ampia gamma di applicazioni, elevata produttività e affidabilità delle connessioni - e tutto questo con la capacità di lavorare quasi ovunque sia presente una rete elettrica. Sembra che oggi non ci siano problemi con la scelta e l'acquisto di saldatrici. Sono apparse in vendita molte saldatrici industriali domestiche e professionali. Tutti i tipi di laboratori e artigiani competono tra loro per offrire i loro prodotti. Ma i prezzi per i dispositivi fabbricati in fabbrica “mordono”, di regola, più volte, superando gli attuali guadagni mensili medi. Fondamentalmente è questa triste discrepanza tra il proprio reddito e il prezzo che costringe sempre molte persone a dedicarsi alla saldatura con le proprie mani.

Nella letteratura moderna puoi trovare molto materiale sulla saldatura. Negli ultimi anni su Radioamator sono stati pubblicati numerosi articoli dedicati al miglioramento e al calcolo degli elementi dei trasformatori di saldatura (ST), il che indica senza dubbio l'interesse dei lettori per questo argomento. Propongo la cosa più importante: come e da cosa realizzare trasformatori di saldatura a casa. Tutti i circuiti del trasformatore di saldatura descritti di seguito sono stati testati praticamente e sono effettivamente adatti alla saldatura elettrica manuale. Alcuni schemi sono stati sviluppati "tra la gente" per decenni e sono diventati una sorta di "classico" della "costruzione di trasformatori" indipendente.

Come ogni trasformatore, il CT è costituito da avvolgimenti primari e secondari (possibilmente con prese) avvolti su un grande nucleo magnetico in ferro del trasformatore. La modalità operativa del TA differisce da un trasformatore convenzionale: funziona in modalità arco, cioè alla potenza quasi massima possibile. E da qui forti vibrazioni, riscaldamento intenso e necessità di utilizzare fili di grossa sezione. Il TA è alimentato da una rete monofase di 220-240 V. La tensione di uscita dell'avvolgimento secondario in modalità senza carico (senza carico) (quando nessun carico è collegato all'uscita) per i TA fatti in casa è solitamente nell'intervallo di 45-50 V, meno spesso fino a 70 Q. In generale, le tensioni di uscita per le saldatrici industriali sono limitate (80 V per AC, 90 V per DC). Pertanto, le unità fisse di grandi dimensioni hanno una potenza di 60-80 V.

La caratteristica di potenza principale di ST è considerata la corrente di uscita dell'avvolgimento secondario in modalità arco (modalità saldatura). In questo caso, nello spazio tra l'estremità dell'elettrodo e il metallo da saldare, brucia un arco elettrico. La dimensione dell'intervallo è 0,5...1,1 d (d è il diametro dell'elettrodo), viene mantenuta manualmente. Per le strutture portatili, le correnti operative sono 40-200 A. La corrente di saldatura è determinata dalla potenza della saldatrice. La scelta del diametro degli elettrodi utilizzati e dello spessore ottimale del metallo da saldare dipendono dalla corrente in uscita dal TA.

I più comuni sono gli elettrodi con aste di acciaio D3 mm ("troika"), che richiedono correnti di 90-150 A (solitamente 100-130 A). In mani abili, la "troika" brucerà a 75 A. A correnti superiori a 150 A, tali elettrodi possono essere utilizzati per tagliare il metallo (a correnti inferiori è possibile tagliare sottili fogli di ferro di 1-2 mm). Quando si lavora con un elettrodo D3 mm, una corrente di 20-30 A (solitamente circa 25 A) scorre attraverso l'avvolgimento primario del TA.

Se la corrente in uscita è inferiore a quella richiesta, gli elettrodi iniziano ad “attaccarsi” o “incollarsi”, saldando le loro punte al metallo da saldare: così il TA inizia a funzionare con pericoloso sovraccarico in modalità cortocircuito. A correnti superiori a quelle consentite gli elettrodi iniziano a tagliare il materiale: questo può rovinare l'intero prodotto.

Per gli elettrodi con asta di ferro D2 mm è necessaria una corrente di 40-80 A (solitamente 50-70 A). Possono saldare con precisione acciaio sottile di 1-2 mm di spessore. Gli elettrodi D4 mm funzionano bene con una corrente di 150-200 A. Correnti più elevate vengono utilizzate per elettrodi meno comuni (D5-6 mm) e per il taglio dei metalli.

Oltre alla potenza, una proprietà importante della ST sono le sue caratteristiche dinamiche. Le caratteristiche dinamiche del trasformatore determinano in gran parte la stabilità dell'arco e quindi la qualità dei giunti saldati. Tra le caratteristiche dinamiche, possiamo distinguere l'immersione ripida e l'immersione dolce. Durante la saldatura manuale, si verificano inevitabili vibrazioni dell'estremità dell'elettrodo e, di conseguenza, una variazione della lunghezza di combustione dell'arco (al momento dell'accensione dell'arco, durante la regolazione della lunghezza dell'arco, su superfici irregolari, dal tremore delle mani). Se la caratteristica dinamica del TA diminuisce rapidamente, quando la lunghezza dell'arco oscilla, si verificano piccoli cambiamenti nella corrente operativa nell'avvolgimento secondario del trasformatore: l'arco brucia stabilmente, la saldatura è piatta.

Con una caratteristica piatta o rigida della saldatrice: quando la lunghezza dell'arco cambia, anche la corrente di lavoro cambia bruscamente, il che cambia la modalità di saldatura - di conseguenza, l'arco brucia instabile, la cucitura è di scarsa qualità, ed è difficile o addirittura impossibile lavorare manualmente con una saldatrice del genere. Per la saldatura ad arco manuale è necessaria una caratteristica dinamica dell'ST in forte diminuzione. Il tipo a caduta piatta viene utilizzato per la saldatura automatica.

In generale, in condizioni reali, difficilmente è possibile misurare o quantificare in qualche modo i parametri delle caratteristiche corrente-tensione, come molti altri parametri del TA. Quindi, in pratica, le saldatrici si possono dividere in quelle che saldano meglio e quelle che lavorano peggio. Quando la ST funziona bene, i saldatori dicono: “Salda dolcemente”. Ciò dovrebbe significare un'elevata qualità della saldatura, assenza di schizzi di metallo, l'arco brucia in modo stabile e costante, il metallo viene depositato in modo uniforme. Tutti i modelli CT descritti di seguito sono effettivamente adatti alla saldatura ad arco manuale.

La modalità operativa dell'ST può essere caratterizzata come ripetitiva a breve termine. In condizioni reali, dopo la saldatura, di norma, seguono l'installazione, l'assemblaggio e altri lavori. Pertanto, dopo aver funzionato in modalità arco, il TA ha un po' di tempo per raffreddarsi in modalità freddo. Nella modalità arco, la ST si riscalda intensamente e nella modalità freddo. Si raffredda, ma molto più lentamente. La situazione è peggiore quando la TC viene utilizzata per il taglio del metallo, cosa molto comune. Per tagliare barre spesse, lamiere, tubi, ecc. Con un arco, quando la corrente di un trasformatore fatto in casa non è troppo elevata, è necessario surriscaldare troppo il TA.

Qualsiasi dispositivo industriale è caratterizzato da un parametro così importante come il coefficiente di durata operativa (OL), misurato in%. Per i dispositivi portatili di fabbrica domestici del peso di 40-50 kg, il PR di solito non supera il 20%. Ciò significa che il CT può funzionare in modalità arco non più del 20% del tempo totale, il restante 80% dovrebbe essere in modalità inattiva.Per la maggior parte dei progetti fatti in casa, il PR dovrebbe essere preso anche meno. Considereremo la modalità di funzionamento intensiva dell'ST quella in cui il tempo di combustione dell'arco è dello stesso ordine del tempo di interruzione.

I TA autocostruiti sono realizzati secondo diversi schemi: su nuclei magnetici a forma di U, PU e W: toroidali, con diverse combinazioni di disposizioni di avvolgimento. Lo schema di fabbricazione del TA e il numero di spire dei futuri avvolgimenti sono determinati principalmente dal nucleo disponibile: il circuito magnetico. In futuro, l'articolo prenderà in considerazione schemi reali di ST fatti in casa e materiali per essi. Ora determineremo quali materiali di avvolgimento e isolamento saranno necessari per il futuro ST.

Date le potenze elevate, per gli avvolgimenti dei TA viene utilizzato filo relativamente spesso. Sviluppando correnti significative durante il funzionamento, qualsiasi TA si riscalda gradualmente. La velocità di riscaldamento dipende da una serie di fattori, il più importante dei quali è il diametro o la sezione trasversale dei fili di avvolgimento. Più il filo è spesso, migliore è il passaggio della corrente, meno si riscalda e, infine, meglio dissipa il calore. La caratteristica principale è la densità di corrente (A/mm2): maggiore è la densità di corrente nei fili, più intenso sarà il riscaldamento dell'elemento riscaldante. I fili di avvolgimento possono essere in rame o alluminio. Il rame consente di utilizzare una densità di corrente 1,5 volte superiore e si riscalda meno: è meglio avvolgere l'avvolgimento primario con filo di rame.

Nei dispositivi industriali la densità di corrente non supera i 5 A/mm2 per il filo di rame. Per le opzioni TA fatte in casa, 10 A/mm2 per il rame può essere considerato un risultato soddisfacente. All'aumentare della densità di corrente, il riscaldamento del trasformatore accelera bruscamente. In linea di principio, per l'avvolgimento primario si può utilizzare un filo attraverso il quale scorrerà una corrente con una densità fino a 20 A/mm2, ma poi il TA si riscalderà fino ad una temperatura di 60 ° C dopo aver utilizzato 2 x 3 elettrodi. Se pensi che dovrai saldare un po ', lentamente, e non hai ancora materiali migliori, allora puoi avvolgere l'avvolgimento primario con filo e con un forte sovraccarico. Anche se questo, ovviamente, ridurrà inevitabilmente l'affidabilità del dispositivo.

Oltre alla sezione, un'altra caratteristica importante del filo è il metodo di isolamento. Il filo può essere verniciato, avvolto in uno o due strati di filo o tessuto, che a loro volta sono impregnati di vernice. L'affidabilità dell'avvolgimento, la sua temperatura massima di surriscaldamento, la resistenza all'umidità e le qualità isolanti dipendono in larga misura dal tipo di isolamento (vedere Tabella 1).

Tabella 1

Nota. PEV, PEM - fili smaltati con vernice ad alta resistenza (rispettivamente viniflex e metalvin), prodotti con strati isolanti sottili (PEV-1, PEM-1) e rinforzati (PEV-2, PEM-2); PEL - filo smaltato con vernice a olio; PELR-1, PELR-2 - fili smaltati con vernice poliammidica ad alta resistenza, rispettivamente, con strati di isolamento sottili e rinforzati; PELBO, PEVLO - fili basati su fili di tipo PEL e PEV con uno strato, rispettivamente, di seta naturale, filato di cotone o lavsan; PEVTL-1, PEVTL-2 - filo smaltato con smalto poliuretanico ad alta resistenza, resistente al calore, con strati di isolamento sottili e rinforzati; PLD - filo isolato con due strati di lavsan; PETV - filo smaltato con vernice poliestere ad alta resistenza resistente al calore; Fili di tipo PSD - con isolamento in fibra di vetro priva di alcali, applicato in due strati con incollaggio e impregnazione con vernice resistente al calore (nelle denominazioni del marchio: T - isolamento diluito, L - con uno strato di vernice superficiale, K - con incollaggio e impregnazione con vernice siliconica); PETKSOT - filo isolato con smalto resistente al calore e fibra di vetro; PNET-imide è un filo isolato con smalto a base poliammidica ad alta resistenza. Lo spessore dell'isolamento nella tabella è la differenza tra il diametro massimo del filo e il diametro nominale del rame.

Il miglior isolamento è realizzato in fibra di vetro impregnata con vernice resistente al calore, ma tale filo è difficile da ottenere e, se lo acquisti, non sarà economico. Il materiale meno desiderabile, ma più conveniente per i prodotti fatti in casa sono i normali fili PEL, PEV Dtsi. Tali fili sono i più comuni; possono essere rimossi dalle bobine delle induttanze e dai trasformatori delle apparecchiature usate. Quando si rimuovono con cura i vecchi fili dai telai delle bobine, è necessario monitorare le condizioni del loro rivestimento e inoltre isolare le aree leggermente danneggiate. Se le bobine di filo sono ulteriormente impregnate di vernice, le loro spire rimangono attaccate insieme e quando si tenta di separarle, l'impregnazione indurita spesso strappa il rivestimento di vernice del filo, esponendo il metallo. In rari casi, in assenza di altre opzioni, i “lavoratori casalinghi” avvolgono gli avvolgimenti primari anche con un filo di montaggio in isolamento in cloruro di vinile. I suoi svantaggi: isolamento in eccesso e scarsa dissipazione del calore.

Si dovrebbe sempre prestare la massima attenzione alla qualità della posa dell'avvolgimento primario del TA. L'avvolgimento primario contiene un numero maggiore di spire rispetto al secondario, la sua densità di avvolgimento è maggiore e si riscalda di più. L'avvolgimento primario è sotto alta tensione; se viene cortocircuitato tra le spire o se l'isolamento si rompe, ad esempio a causa dell'umidità, l'intera bobina "brucia" rapidamente. Di norma, è impossibile ripristinarlo senza smontare l'intera struttura.

L'avvolgimento secondario del TA è avvolto con un filo singolo o multipolare, la cui sezione trasversale fornisce la densità di corrente richiesta. Esistono diversi modi per risolvere questo problema. Innanzitutto, puoi utilizzare un filo monolitico con una sezione trasversale di 10-24 mm2 in rame o alluminio.

Tali fili rettangolari (comunemente chiamati busbar) vengono utilizzati per i TA industriali. Tuttavia, nella maggior parte dei progetti fatti in casa, il filo di avvolgimento deve essere tirato più volte attraverso le strette finestre del circuito magnetico. Prova a immaginare di farlo circa 60 volte con filo di rame massiccio da 16 mm2. In questo caso è meglio dare la preferenza ai fili di alluminio: sono molto più morbidi ed economici.

Il secondo metodo consiste nell'avvolgere l'avvolgimento secondario con un filo a trefolo di sezione trasversale adeguata in un normale isolamento in cloruro di vinile. È morbido, facile da indossare e isolato in modo affidabile. È vero, lo strato sintetico occupa spazio in eccesso nelle finestre e interferisce con il raffreddamento. A volte per questi scopi vengono utilizzati vecchi fili a trefoli con isolamento in gomma spessa, che vengono utilizzati in potenti cavi trifase. La gomma è facile da rimuovere e, al suo posto, avvolgere il filo con uno strato di sottile materiale isolante. Il terzo metodo consiste nel realizzare un avvolgimento secondario da diversi fili unipolari approssimativamente uguali a quelli utilizzati per avvolgere l'avvolgimento primario. Per fare ciò, 2-5 fili D1,62,5 mm vengono accuratamente legati insieme con nastro adesivo e utilizzati come un filo a trefolo. Questo bus composto da più fili occupa un volume ridotto ed è sufficientemente flessibile, il che ne facilita l'installazione.

Se il filo richiesto è difficile da ottenere, l'avvolgimento secondario può essere realizzato con fili PEV e PEL sottili e più comuni D0,5-0,8 mm, anche se ciò richiederà un'ora o due. Per prima cosa devi scegliere una superficie piana, dove installi rigidamente due picchetti o ganci con una distanza tra loro pari alla lunghezza del filo dell'avvolgimento secondario di 2030 m, quindi allunga tra loro diverse dozzine di fili di filo sottile senza piegarti, lo farai prendi un fascio allungato. Successivamente, scollega una delle estremità della trave dal supporto e fissala nel mandrino di un trapano elettrico o manuale. A basse velocità, l'intero fascio è leggermente teso e si attorciglia in un unico filo. Dopo la torsione, la lunghezza del filo diminuirà leggermente. Alle estremità del filo a trefolo risultante, è necessario bruciare attentamente la vernice e pulire le estremità di ciascun filo separatamente, quindi saldare tutto saldamente insieme. Dopotutto, è consigliabile isolare il filo avvolgendolo per tutta la sua lunghezza con uno strato, ad esempio, di nastro adesivo.

Per posare gli avvolgimenti, fissare il filo, isolare l'interfila, isolare e fissare il circuito magnetico, avrete bisogno di un materiale isolante sottile, resistente e resistente al calore. In futuro si vedrà che in molti progetti CT il volume delle finestre dei circuiti magnetici, in cui è necessario posare diversi avvolgimenti con fili spessi, è notevolmente limitato. Pertanto, in questo spazio “vitale” del circuito magnetico, ogni millimetro è prezioso. Con nuclei di piccole dimensioni, i materiali isolanti dovrebbero occupare il minor volume possibile, ad es. essere il più sottile ed elastico possibile. Il comune nastro isolante in PVC iso1,6-2,4 mm in vernice semplice può essere immediatamente escluso dall'utilizzo sulle zone riscaldanti dell'impianto di riscaldamento. Anche con un leggero surriscaldamento diventa morbido e gradualmente si allarga o viene pressato da fili, e con un surriscaldamento significativo si scioglie e forma schiuma. Per l'isolamento e la fasciatura, è possibile utilizzare nastri di protezione in fluoroplastica, vetro... e tessuto verniciato e nastro normale tra le file.

Il nastro adesivo può essere considerato uno dei materiali isolanti più convenienti. Dopotutto, avendo una superficie adesiva, uno spessore ridotto, elasticità, è abbastanza resistente al calore e resistente. Inoltre, ora il nastro adesivo viene venduto quasi ovunque in bobine di varie larghezze e diametri. Le bobine di piccolo diametro sono ideali per trascinare nuclei magnetici compatti attraverso finestre strette. Due o tre strati di nastro tra le file di filo praticamente non aumentano il volume delle bobine.

E infine, l'elemento più importante di qualsiasi ST è il circuito magnetico. Di norma, per i prodotti fatti in casa vengono utilizzati nuclei magnetici di vecchi elettrodomestici, che in precedenza non avevano nulla in comune con ST, ad esempio grandi trasformatori, autotrasformatori (LATR), motori elettrici. Il parametro più importante del circuito magnetico è la sua area della sezione trasversale (S), attraverso la quale circola il flusso del campo magnetico.

Per la produzione di CT sono adatti nuclei magnetici con una sezione trasversale di 25-60 cm2 (solitamente 30-50 cm2). Maggiore è la sezione trasversale, maggiore è il flusso che il circuito magnetico può trasmettere, maggiore è la riserva di potenza del trasformatore e minore è il numero di spire contenute nei suoi avvolgimenti. Sebbene l'area della sezione trasversale ottimale del circuito magnetico, quando un ST di media potenza ha le migliori caratteristiche, sia di 30 cm2.

Esistono metodi standard per calcolare i parametri del nucleo magnetico e degli avvolgimenti per i circuiti CT prodotti industrialmente. Tuttavia, questi metodi non sono praticamente adatti ai prodotti fatti in casa. Il fatto è che il calcolo secondo la metodologia standard viene effettuato per una determinata potenza dell'ST e solo in un'unica variante. Per questo, il valore ottimale della sezione trasversale del circuito magnetico e il numero di spire vengono calcolati separatamente. Infatti, l'area della sezione trasversale del circuito magnetico a parità di potenza può rientrare entro limiti molto ampi.

Non esiste alcuna connessione tra una sezione arbitraria e le svolte nelle formule standard. Per i TA fatti in casa, vengono solitamente utilizzati nuclei magnetici ed è chiaro che è quasi impossibile trovare un nucleo con parametri "ideali" dei metodi standard. In pratica è necessario selezionare le spire degli avvolgimenti in modo che corrispondano al circuito magnetico esistente, impostando così la potenza richiesta.

La potenza del TC dipende da una serie di parametri di cui è impossibile tenere pienamente conto in condizioni normali. Tuttavia, i più importanti tra questi sono il numero di spire dell'avvolgimento primario e l'area della sezione trasversale del circuito magnetico. Il rapporto tra l'area e il numero di giri determinerà la potenza operativa dell'ST. Per calcolare il TA destinato agli elettrodi D3-4 mm e funzionante da una rete monofase con una tensione di 220-230 V, propongo di utilizzare la seguente formula approssimativa, che ho ottenuto sulla base di dati pratici. Numero di giri N=9500/S (cm2). Allo stesso tempo, per ST con un'ampia area del nucleo magnetico (più di 50 cm2) e un'efficienza relativamente elevata, si può consigliare di aumentare del 10-20% il numero di giri calcolato dalla formula.

Per i TA realizzati su nuclei di piccola area (inferiore a 30 cm), al contrario, potrebbe essere necessario ridurre il numero di spire di progetto del 1020-190%. Inoltre, la potenza utile del TA sarà determinata da una serie di fattori: efficienza, tensione dell'avvolgimento secondario, tensione di alimentazione in rete... (La pratica dimostra che la tensione di rete, a seconda della zona e del tempo, può oscillare tra 250-XNUMX V).

Anche la resistenza della linea elettrica è importante. Composto solo da pochi ohm, non ha praticamente alcun effetto sulle letture del voltmetro, che ha un'elevata resistenza, ma può smorzare notevolmente la potenza del TA. L'influenza della resistenza della linea può essere particolarmente evidente in luoghi lontani dalle sottostazioni dei trasformatori (ad esempio, dacie, cooperative di garage, nelle aree rurali dove le linee sono posate con fili sottili con un gran numero di connessioni). Pertanto, inizialmente è difficilmente possibile calcolare con precisione la corrente di uscita del TA per condizioni diverse: ciò può essere fatto solo in modo approssimativo. Quando si avvolge l'avvolgimento primario è meglio realizzare l'ultima parte con 2-3 colpi ogni 20-40 giri. Pertanto, puoi regolare la potenza scegliendo l'opzione migliore per te o adattarla alla tensione di rete. Per ottenere potenze più elevate dal TA, ad esempio per far funzionare un elettrodo D4 mm a correnti superiori a 150 A, è necessario ridurre ulteriormente del 20-30% il numero di spire dell'avvolgimento primario.

Ma va ricordato che all'aumentare della potenza aumenta anche la densità di corrente nel filo, e quindi l'intensità del riscaldamento degli avvolgimenti. La corrente di uscita del TA può anche essere leggermente aumentata aumentando il numero di spire dell'avvolgimento secondario, in modo che la tensione di uscita sia fredda. aumentato dai 50 V stimati a valori più alti (70-80 V).

Dopo aver collegato l'avvolgimento primario alla rete, è necessario misurare la corrente fredda, non dovrebbe esserci una grande conoscenza (0,1-2 A). (Quando il TA è collegato alla rete, si verifica un picco di corrente breve ma potente). In generale, in termini di corrente x.x. è impossibile giudicare la potenza in uscita di un TA: può essere diversa anche per la stessa tipologia di trasformatori. Tuttavia, dopo aver esaminato l’attuale curva di dipendenza x.x. dalla tensione di alimentazione del TA si può giudicare con maggiore sicurezza le proprietà del trasformatore.

Ris.1

Per fare ciò, l'avvolgimento primario del CT deve essere collegato tramite LATR, che consentirà di modificare agevolmente la tensione su di esso da 0 a 250 V. Le caratteristiche corrente-tensione del CT in modalità senza carico con diversi numeri di le spire dell'avvolgimento primario sono mostrate in Fig. 1, dove 1 - l'avvolgimento contiene piccole spire; 2 - ST funziona alla massima potenza; 3, 4 - potenza moderata ST. Inizialmente, la curva della corrente aumenta dolcemente, quasi linearmente fino a un valore piccolo, quindi la velocità di aumento aumenta: la curva si piega dolcemente verso l'alto, seguita da un rapido aumento della corrente. Quando la corrente tende all'infinito fino al punto di tensione operativa di 240 V (curva 1), significa che l'avvolgimento primario contiene poche spire e necessita di essere avvolto (bisogna tenere conto che l'ST, acceso alla stessa tensione senza LATR, consumerà una corrente di circa il 30% in più). Se il punto della tensione di esercizio si trova sulla curva della curva, il TA produrrà la sua potenza massima (curva 2, corrente di saldatura dell'ordine di 200 A). Le curve 3 e 4 corrispondono al caso in cui il trasformatore ha una risorsa di potenza e una corrente insignificante: la maggior parte dei prodotti fatti in casa si concentra su questo caso. Correnti reali x.x. sono diversi per i diversi tipi di TA: la maggior parte rientra nell'intervallo 100-500 mA. Non consiglio di installare l'attuale x.x. più di 2 A.

Dopo aver familiarizzato con le problematiche generali della produzione di trasformatori di saldatura fatti in casa, possiamo passare a una considerazione dettagliata dei progetti CT realmente esistenti, delle caratteristiche della loro fabbricazione e dei materiali per essi. Li ho assemblati quasi tutti con le mie mani o ho preso parte direttamente alla loro produzione.

Trasformatore di saldatura su circuito magnetico da LATR

Un materiale comune per la produzione di trasformatori di saldatura fatti in casa (WT) è stato a lungo bruciato LATR (autotrasformatore da laboratorio). Chi ha avuto a che fare con loro sa bene di cosa si tratta. Di norma, tutti i LATR hanno più o meno lo stesso aspetto: un corpo rotondo in stagno ben ventilato con un coperchio frontale in stagno o ebanite con una scala da 0 a 250 V e una maniglia rotante. All'interno della custodia è presente un autotrasformatore toroidale realizzato su un nucleo magnetico di grande sezione. È questo nucleo magnetico che sarà necessario a LATR per la produzione di un nuovo ST. Di solito sono necessari due anelli con nucleo magnetico identici di grandi LATR.

I LATR sono stati prodotti in diversi tipi con una corrente massima da 2 a 10 A. Sono adatti alla produzione solo quelli ST, le cui dimensioni dei nuclei magnetici consentono di posare il numero di spire richiesto. Il più comune tra questi è probabilmente l'autotrasformatore LATR 1M, che, a seconda del filo di avvolgimento, è progettato per una corrente di 6,7-9 A, sebbene ciò non modifichi le dimensioni dell'autotrasformatore stesso. Il nucleo magnetico LATR 1M ha le seguenti dimensioni: diametro esterno D=127 mm; diametro interno d=70 mm; altezza anello h=95 mm; sezione trasversale S=27 cm2 e massa circa 6 kg. Da due anelli di LATR 1M si può realizzare un buon ST, tuttavia, a causa del piccolo volume interno della finestra, non è possibile utilizzare fili troppo spessi e bisognerà risparmiare ogni millimetro di spazio della finestra.

Esistono LATR con anelli conduttori magnetici più grandi, ad esempio RNO-250-2 e altri. Sono più adatti per realizzare TC, ma sono meno comuni. Per altri autotrasformatori simili nei parametri a LATR 1M, ad esempio AOSN-8-220, il nucleo magnetico ha un diametro esterno dell'anello maggiore, ma un'altezza e un diametro della finestra inferiori d = 65 mm. In questo caso, il diametro della finestra deve essere ampliato a 70 mm. L'anello del circuito magnetico è costituito da spezzoni di nastro di ferro avvolti uno sull'altro, fissati ai bordi mediante saldatura a punti.

Per aumentare il diametro interno della finestra è necessario staccare l'estremità del nastro dall'interno e svolgere la quantità necessaria. Ma non provare a riavvolgere tutto d'un fiato. È meglio svolgere un giro alla volta, tagliando ogni volta l'eccesso. A volte le finestre dei LATR più grandi vengono ampliate in questo modo, anche se ciò riduce inevitabilmente l'area del circuito magnetico.

All'inizio della fabbricazione del TA è necessario isolare entrambi gli anelli. Prestare particolare attenzione agli angoli dei bordi degli anelli: sono affilati e possono facilmente tagliare l'isolamento applicato e quindi cortocircuitare il filo di avvolgimento. È meglio applicare una sorta di nastro resistente ed elastico longitudinalmente agli angoli, ad esempio un nastro spesso o un tubo cambrico tagliato longitudinalmente. Sulla parte superiore degli anelli (ciascuno separatamente) è avvolto un sottile strato di tessuto isolante.

Successivamente, gli anelli isolati vengono collegati insieme (Fig. 2). Gli anelli vengono stretti saldamente con nastro adesivo resistente, e fissati sui lati con pioli di legno, anch'essi poi legati con nastro isolante; il circuito magnetico del nucleo per l'ST è pronto.

Il passo successivo è il più importante: la posa dell'avvolgimento primario. Gli avvolgimenti di questo TA sono avvolti secondo lo schema (Fig. 3): il primario è al centro, due sezioni del secondario sono sui bracci laterali. Gli "specialisti" che conoscono questo tipo di trasformatore spesso lo chiamano "ushastik" in un gergo particolare a causa delle "orecchie Cheburashka" rotonde che sporgono in diverse direzioni delle sezioni dell'avvolgimento secondario.

Il primario richiede circa 70-80 m di filo, che dovrà essere tirato attraverso entrambe le finestre del circuito magnetico ad ogni giro. In questo caso non si può fare a meno di un semplice dispositivo (Fig. 4). Innanzitutto, il filo viene avvolto su una bobina di legno e in questa forma viene tirato senza problemi attraverso le finestre degli anelli. Il filo di avvolgimento può essere costituito da pezzi (anche lunghi dieci metri) se è possibile procurarsene solo uno. In questo caso, è avvolto in parti e le estremità sono collegate tra loro. Per fare ciò, le estremità stagnate vengono collegate (senza torcere) e fissate con più spire di un sottile filo di rame senza isolamento, quindi infine saldate e isolate. Questa connessione non rompe il filo e non occupa un grande volume.

Il diametro del filo dell'avvolgimento primario è 1,6-2,2 mm. Per i nuclei magnetici costituiti da anelli con diametro finestra di 70 mm si può utilizzare un filo di diametro non superiore a 2 mm, altrimenti rimarrà poco spazio per l'avvolgimento secondario. L'avvolgimento primario contiene, di regola, 180-200 spire alla normale tensione di rete.

Quindi, supponiamo di avere davanti a te un circuito magnetico assemblato, il filo è preparato e avvolto su una bobina. Iniziamo l'avvolgimento. Come sempre, mettiamo un cambric all'estremità del filo e lo stringiamo con del nastro isolante all'inizio del primo strato. La superficie del circuito magnetico ha una forma arrotondata, quindi i primi strati conterranno meno giri di quelli successivi - per livellare la superficie (Fig. 5).

Il filo deve essere posato turno dopo giro, evitando in ogni caso che il filo si sovrapponga. Gli strati di filo devono essere isolati l'uno dall'altro. (Durante il funzionamento, il TA vibra fortemente. Se i fili nell'isolamento verniciato si trovano uno sopra l'altro senza isolamento intermedio, a causa delle vibrazioni e dell'attrito uno contro l'altro, lo strato di vernice potrebbe essere distrutto e si verificherà un cortocircuito). Per risparmiare spazio, l'avvolgimento dovrebbe essere posato nel modo più compatto possibile. Su un circuito magnetico costituito da piccoli anelli, l'isolamento interstrato dovrebbe essere utilizzato più sottile.

Piccoli rotoli di nastro adesivo sono adatti a questi scopi, si adattano facilmente alle finestre riempite e il nastro adesivo stesso non occupa spazio in eccesso. Non dovresti provare ad avvolgere l'avvolgimento primario rapidamente e in una volta sola. Questo processo è lento e dopo aver posato i fili duri, le dita iniziano a farti male. È meglio farlo in 2-3 approcci: dopo tutto, la qualità è più importante della velocità.

Una volta realizzato l'avvolgimento primario, la maggior parte del lavoro è completata. Affrontiamo l'avvolgimento secondario. Determiniamo il numero di spire dell'avvolgimento secondario per una determinata tensione. Per cominciare, colleghiamo l'avvolgimento primario già pronto alla rete. Attuale x.x. Questa versione del TA è piccola: solo 70-150 mA, il ronzio del trasformatore dovrebbe essere appena udibile. Avvolgere 10 giri di filo qualsiasi su uno dei bracci laterali e misurare la tensione di uscita su di esso.

Ciascuno dei bracci laterali rappresenta la metà del flusso magnetico creato sul braccio centrale, quindi qui ogni giro dell'avvolgimento secondario pesa 0,6-0,7 V. In base al risultato ottenuto, calcolare il numero di spire dell'avvolgimento secondario, concentrandosi su una tensione di 50 V (circa 75 giri).

La scelta del materiale dell'avvolgimento secondario è limitata dallo spazio rimanente delle finestre del circuito magnetico. Inoltre, ogni giro di filo spesso dovrà essere tirato per tutta la sua lunghezza in una finestra stretta, e nessuna quantità di "automazione", ahimè, aiuterà qui. Ho visto trasformatori realizzati su anelli LATR 1M, nei quali gli artigiani, con l'aiuto di un martello e della propria pazienza, hanno infilato uno spesso filo di rame monolitico con una sezione di venti metri quadrati.

Un'altra cosa è che se sei nuovo in questo settore, non dovresti tentare il destino svolgendo il rame solido con la stessa difficoltà dell'avvolgimento. È più facile avvolgere con filo di alluminio con una sezione trasversale di 16-20 mm2. Il modo più semplice è avvolgerlo con un normale filo a trefolo da 10 mm2 con isolamento sintetico: è morbido, flessibile, ben isolato, ma si riscalda durante il funzionamento. È possibile realizzare un avvolgimento secondario da diversi fili di filo di rame, come descritto sopra. Avvolgere metà dei giri su un braccio e metà sull'altro (Fig. 3). Se non ci sono fili di lunghezza sufficiente, puoi collegarli a pezzi: nessun problema. Dopo aver avvolto gli avvolgimenti su entrambi i bracci, è necessario misurare la tensione su ciascuno di essi, può differire di 2-3 V: le proprietà leggermente diverse dei nuclei magnetici di diversi LATR lo influenzano, il che non influisce particolarmente sulle proprietà di la ST. Quindi gli avvolgimenti sui bracci sono collegati in serie, ma bisogna fare attenzione che non siano in controfase, altrimenti la tensione di uscita sarà prossima a 0. Con una tensione di rete di 220-230 V, il TA di questo progetto dovrebbe svilupparsi una corrente in modalità arco di 100-130 A, mentre in cortocircuito la corrente del circuito secondario arriva fino a 180 A.

Potrebbe risultare che non sia stato possibile adattare tutte le spire calcolate dell'avvolgimento secondario nelle finestre e che la tensione di uscita si sia rivelata inferiore a quella richiesta. La corrente operativa diminuirà leggermente. In misura maggiore, la diminuzione della tensione a freddo. influenza il processo di accensione dell'arco. L'arco si accende facilmente a una tensione a vuoto vicina a 50 V e superiore, sebbene l'arco possa accendersi senza problemi a tensioni inferiori. Ho avuto l'opportunità di lavorare con ST con output x.x. 37 V AC e la qualità era abbastanza soddisfacente. Pertanto, se il CT prodotto ha una tensione di uscita di 40 V, può essere utilizzato per il lavoro. È un'altra questione se ti imbatti in elettrodi progettati per alte tensioni: alcune marche di elettrodi funzionano da 70-80 V.

Sugli anelli dei LATR è anche possibile realizzare ST secondo uno schema toroidale (Fig. 6). Per questo sono necessari anche due anelli, preferibilmente di grandi LATR. Gli anelli sono collegati e isolati: si ottiene un nucleo magnetico anulare di area significativa. L'avvolgimento primario contiene lo stesso numero di spire, ma è avvolto lungo l'intero anello e, di regola, in due strati. Il problema della mancanza di spazio interno nella finestra del circuito magnetico di un simile circuito ST è ancora più acuto rispetto al progetto precedente. Pertanto è necessario isolare con strati e materiali quanto più sottili possibile. Non devono essere utilizzati fili di avvolgimento spessi (consigliati per l'avvolgimento primario D1,8 mm). In alcune installazioni vengono utilizzati LATR di dimensioni particolarmente grandi; solo su un anello di questo tipo è possibile realizzare un TA toroidale.

La differenza vantaggiosa tra il circuito CT toroidale è la sua efficienza piuttosto elevata. Ogni giro dell'avvolgimento secondario rappresenta più di 1 V di tensione, quindi il "secondario" avrà meno giri e la potenza di uscita sarà maggiore rispetto al circuito precedente. Tuttavia, la lunghezza del giro su un circuito magnetico toroidale è più lunga ed è improbabile che qui sia possibile risparmiare sul filo. Gli svantaggi di questo schema includono la complessità dell'avvolgimento, il volume limitato della finestra, l'impossibilità di utilizzare fili di grande sezione e anche l'elevata intensità di riscaldamento. Se nella versione precedente tutti gli avvolgimenti erano posizionati separatamente e almeno parzialmente erano a contatto con l'aria, ora l'avvolgimento primario è completamente sotto il secondario e il loro riscaldamento si rafforza a vicenda.

È difficile utilizzare fili rigidi per l'avvolgimento secondario. È più facile avvolgerlo con un filo a trefoli morbidi o multipolare. Se si selezionano correttamente tutti i fili e li si dispongono con cura, il numero richiesto di spire dell'avvolgimento secondario si adatterà allo spazio della finestra del circuito magnetico e la tensione richiesta verrà ottenuta all'uscita del TA. La caratteristica di combustione dell'arco del TA toroidale può essere considerata migliore di quella del trasformatore precedente.

A volte un ST toroidale è costituito da diversi anelli di LATR, ma non sono posizionati uno sopra l'altro, ma le strisce di ferro del nastro vengono riavvolte l'una dall'altra. Per fare ciò, innanzitutto, vengono selezionate le spire interne delle strisce da un anello per espandere la finestra. Gli anelli degli altri LATR vengono completamente dipanati in strisce di nastro, che vengono poi avvolte il più strettamente possibile attorno al diametro esterno del primo anello. Successivamente, il singolo circuito magnetico assemblato viene avvolto molto strettamente con nastro isolante. Si ottiene così un nucleo anulare-magnetico con uno spazio interno più voluminoso di tutti i precedenti. Questo può ospitare un filo di sezione trasversale significativa ed è molto più semplice da fare. Il numero di giri richiesto viene calcolato in base all'area della sezione trasversale dell'anello assemblato. Gli svantaggi di questo progetto includono la complessità della produzione del circuito magnetico. Inoltre, non importa quanto ci provi, non sarai comunque in grado di avvolgere manualmente le strisce di ferro l'una attorno all'altra così strettamente come prima. Di conseguenza, il circuito magnetico risulta essere fragile. Quando l'ST è in funzione, il ferro al suo interno vibra fortemente, producendo un potente ronzio.

A volte gli avvolgimenti "originali" dei LATR si bruciano solo su un bordo della calata o rimangono illesi. Quindi c'è la tentazione di risparmiarsi lo sforzo extra e utilizzare un avvolgimento primario di un anello già pronto e perfettamente posato. La pratica dimostra che, in linea di principio, questa idea può essere realizzata, tuttavia, il beneficio di tale impresa sarà minimo. L'avvolgimento LATR 1M ha 265 spire di filo con un diametro di 1 mm. Se si avvolge il secondario direttamente su di esso, il trasformatore svilupperà una potenza eccessiva, si surriscalderà rapidamente e si guasterà. Dopotutto, in realtà, l'avvolgimento "nativo" del LATR può funzionare a bassa potenza - solo per elettrodi D2 mm, che richiedono una corrente di 50-60 A. Quindi una corrente di circa 15 A dovrebbe fluire attraverso l'avvolgimento primario di il trasformatore.

Per tale potenza, l'avvolgimento primario di un ST da un LATR dovrebbe contenere circa 400 spire. Possono essere avvolti verniciando prima il percorso del conduttore e isolando l'avvolgimento originale del LATR. Puoi farlo in un altro modo: non riavvolgere le spire, ma estinguere la potenza con un resistore di zavorra collegato al circuito dell'avvolgimento primario o secondario. Come resistenza attiva è possibile utilizzare una batteria di potenti resistori a filo collegati in parallelo, ad esempio PEV50...100, con una resistenza totale di 10-12 Ohm, collegati al circuito dell'avvolgimento primario. Durante il funzionamento le resistenze diventano molto calde; per evitare ciò è possibile sostituirle con un'induttanza (reattanza). Avvolgi l'induttore sul telaio di un trasformatore da 100-200 watt con un numero di giri di 200-100. Sebbene il TA avrà prestazioni significativamente migliori se un resistore di zavorra (centesimi di ohm) è collegato all'uscita dell'avvolgimento secondario. Per fare ciò, utilizzare un pezzo di filo spesso e ad alta resistenza avvolto a spirale, la cui lunghezza dovrebbe essere selezionata sperimentalmente.

Alcuni dispositivi utilizzavano LATR di dimensioni particolarmente grandi; solo su un anello di questo tipo è possibile avvolgere un ST a tutti gli effetti. Nei progetti sopra descritti era necessario utilizzare due anelli: ciò è stato fatto non tanto per la necessità di aumentare l'area del circuito magnetico, ma per ridurre il numero di spire, altrimenti semplicemente non si adatterebbero finestre strette. In linea di principio, per un ST sono sufficienti una sezione trasversale e un anello: avrebbe caratteristiche ancora migliori, poiché la densità del flusso magnetico sarebbe più vicina a quella ottimale. Ma il problema è che i nuclei magnetici più piccoli richiedono inevitabilmente più spire, il che aumenta il volume delle bobine e richiede più spazio nella finestra.

Trasformatore di saldatura su un circuito magnetico dallo statore di un motore elettrico

Dai LATR passiamo alla prossima fonte comune per ottenere buoni nuclei magnetici per ST. Spesso, i TA toroidali sono avvolti su materiale di guida magnetica prelevato da un grande motore elettrico asincrono trifase guasto, che è più comune nell'industria. I motori con una potenza vicina a 4 kV•A o più sono adatti per la produzione di ST.

Il motore elettrico è costituito da un rotore che ruota su un albero e uno statore stazionario pressati nell'alloggiamento metallico del motore, collegati da due coperchi laterali tenuti insieme da perni. Interessa solo lo statore. Lo statore è costituito da una serie di piastre di ferro: un circuito magnetico rotondo su cui sono installati avvolgimenti. La forma del circuito magnetico dello statore non è del tutto circolare; presenta al suo interno delle scanalature longitudinali nelle quali sono inseriti gli avvolgimenti del motore.

Marche diverse di motori, anche della stessa potenza, possono avere statori con dimensioni geometriche diverse. Per la produzione di ST sono più adatti quelli con un diametro del corpo maggiore e una lunghezza corrispondentemente inferiore.

La parte più importante dello statore è l'anello magnetico. Il nucleo magnetico viene pressato nell'alloggiamento del motore in ghisa o alluminio. I fili che devono essere rimossi sono strettamente inseriti nelle scanalature del circuito magnetico.

È meglio farlo quando lo statore è ancora premuto nell'alloggiamento. Per fare ciò, su un lato dello statore, tutte le uscite dell'avvolgimento vengono tagliate fino all'estremità con uno scalpello affilato. Il filo non deve essere tagliato sul lato opposto: lì gli avvolgimenti formano una sorta di anelli attraverso i quali è possibile estrarre i fili rimanenti. Usando un piede di porco o un potente cacciavite, solleva le pieghe degli anelli di filo ed estrai più fili alla volta. L'estremità dell'alloggiamento del motore funge da arresto, creando una leva. I fili escono più facilmente se li bruci prima.

Puoi bruciarlo con una fiamma ossidrica, dirigendo il getto rigorosamente lungo la scanalatura. Bisogna fare attenzione a non surriscaldare il ferro dello statore, altrimenti perderà le sue proprietà elettriche. Il corpo metallico può quindi essere facilmente distrutto - pochi colpi di un buon martello e si spezzerà - l'importante è non esagerare.

Quando si rimuove l'alloggiamento, prestare immediatamente attenzione al metodo di fissaggio del set di piastre del circuito magnetico. Le piastre possono essere fissate tra loro in un unico pacco, ad esempio mediante saldatura, oppure semplicemente inserite in un alloggiamento e bloccate all'estremità con una rondella di sicurezza. In quest'ultimo caso, quando gli avvolgimenti vengono rimossi e l'alloggiamento viene distrutto, il circuito magnetico allentato si sgretolerà in piastre. Per evitare che ciò accada, anche prima che l'alloggiamento venga completamente distrutto, il pacco di piastre deve essere fissato insieme. Possono essere uniti con perni attraverso le scanalature o saldati con cuciture longitudinali, ma solo su un lato - il lato esterno, sebbene quest'ultimo sia meno desiderabile, poiché le correnti parassite di Foucault aumenteranno.

Se l'anello del circuito magnetico del motore è fissato e separato dagli avvolgimenti e dall'alloggiamento, è ermeticamente isolato come al solito. A volte puoi sentire che le restanti scanalature degli avvolgimenti devono essere riempite di ferro, presumibilmente per aumentare l'area del circuito magnetico. Questo non deve essere fatto in nessun caso: altrimenti le proprietà del trasformatore si deterioreranno bruscamente, inizierà a consumare una corrente eccessivamente grande e il suo circuito magnetico diventerà molto caldo anche in modalità inattiva.

L'anello dello statore ha dimensioni impressionanti: il diametro interno è di circa 150 mm, quindi puoi installare un filo di sezione significativa senza preoccuparti dello spazio.

L'area della sezione trasversale del circuito magnetico cambia periodicamente lungo la lunghezza dell'anello a causa delle scanalature: all'interno della scanalatura il suo valore è molto inferiore. È su questo valore più piccolo che bisogna concentrarsi quando si calcola il numero di spire dell'avvolgimento primario (Fig. 7).

Ad esempio, fornirò i parametri di un ST reale realizzato con lo statore di un motore elettrico. Per questo è stato utilizzato un motore asincrono con una potenza di 4,18 kV•A con un diametro interno dell'anello del circuito magnetico di 150 mm, esterno di 240 mm e un'altezza dell'anello del circuito magnetico di 122 mm. L'area della sezione trasversale effettiva del circuito magnetico è di 29 cm2. Inizialmente il set di piastre del circuito magnetico non era fissato, quindi è stato necessario saldarlo con otto cuciture longitudinali lungo l'esterno dell'anello. Le saldature non hanno causato conseguenze negative chiaramente espresse legate alle correnti di Foucault, come temevamo. L'avvolgimento primario del TA toroidale ha 315 spire di filo di rame con un diametro di 2,2 mm, il secondario è progettato per una tensione di 50 V. L'avvolgimento primario è avvolto in più di due strati, il secondario è disposto per 3/4 la lunghezza dell'anello. ST in modalità arco sviluppa una corrente di circa 180-200 A ad una tensione di alimentazione di 230 V.

Quando si avvolge il secondario di un TA toroidale è consigliabile posarlo in modo che non si sovrapponga all'ultima parte del primario, poi è sempre possibile avvolgere o svolgere l'avvolgimento primario durante la regolazione finale del TA.

Un tale trasformatore può anche essere avvolto con avvolgimenti distanziati su bracci diversi (Fig. 8). In questo caso, hai sempre accesso a ciascuno di essi.

Trasformatore di saldatura da trasformatori televisivi

Tutti i progetti di trasformatori di saldatura sopra descritti presentano degli svantaggi comuni: la necessità di avvolgere il filo, ogni volta tirando le spire attraverso la finestra, nonché una carenza di materiale del nucleo magnetico - dopo tutto, non tutti possono ottenere anelli da LATR o un adatto statore di un motore elettrico. Pertanto, ho sviluppato e prodotto un CT di mia progettazione, che non richiede materiali scarsi. Non presenta questi svantaggi ed è facile da implementare a casa. Il materiale di partenza per questo progetto è un materiale molto comune: parti di trasformatori televisivi.

I vecchi televisori a colori domestici utilizzavano trasformatori di rete grandi e pesanti, ad esempio TS-270, TS-310, ST270. Questi trasformatori hanno nuclei magnetici a forma di U; sono facili da smontare svitando solo due dadi sui tiranti e il nucleo magnetico si divide in due metà. Per i trasformatori più vecchi TS-270, TS-310, la sezione trasversale del nucleo magnetico ha dimensioni di 2x5 cm, S = 10 cm2, e per il nuovo TS-270, la sezione trasversale del nucleo magnetico ha dimensioni di 11,25 x2 cm La larghezza della finestra dei vecchi trasformatori è maggiore di diversi millimetri.

I trasformatori più vecchi sono avvolti con filo di rame; dagli avvolgimenti primari può essere utile un filo con un diametro di 0,8 mm.

I nuovi trasformatori sono avvolti con filo di alluminio. Oggi, queste cose stanno migrando in massa verso le discariche, quindi è improbabile che sorgano problemi con la loro acquisizione. Diversi trasformatori vecchi o bruciati possono essere acquistati a buon mercato presso qualsiasi officina di riparazione televisori. Sono i loro nuclei magnetici (insieme ai loro telai), con piccole modifiche, che possono essere utilizzati per la fabbricazione di ST. Per ST avrai bisogno di tre trasformatori identici dai televisori e l'area totale del loro circuito magnetico combinato sarà di 30-34 cm2. Come collegarli insieme è mostrato in Fig. 9, dove 1,2,3 sono nuclei magnetici con telai di trasformatori televisivi. Tre nuclei separati a forma di U sono collegati con le estremità rivolte l'una verso l'altra e serrati con gli stessi morsetti del telaio. In questo caso, le parti dei telai metallici che sporgono oltre l'estremità devono essere rifilate: sul circuito magnetico centrale su entrambi i lati, su quelli laterali - solo su un lato interno.

Il risultato è un unico nucleo magnetico di grande sezione trasversale, facile da montare e smontare. Quando si smontano i trasformatori televisivi, è necessario contrassegnare immediatamente i lati adiacenti dei nuclei magnetici in modo che durante il montaggio le metà dei diversi nuclei non vengano confuse. Devono adattarsi esattamente alla stessa posizione in cui sono stati assemblati in fabbrica.

Il volume della finestra del circuito magnetico risultante consente l'uso di un filo fino a 1,5 mm di diametro per l'avvolgimento primario e per il bus secondario - una sezione trasversale rettangolare di 10 mm2 o un filo a trefolo costituito da un fascio di fili sottili con un diametro di 0,6-0,8 mm della stessa sezione trasversale. Questo, ovviamente, non è sufficiente per una ST a tutti gli effetti, ma è giustificato in caso di lavoro a breve termine, dati i bassi costi di produzione di questo progetto.

Gli avvolgimenti sono avvolti su telai di cartone separatamente dal nucleo magnetico. Un telaio di cartone può essere realizzato da una coppia di telai di trasformatori “originali” rimuovendo le guance laterali da un lato stretto e, invece, le guance larghe possono essere incollate insieme utilizzando strisce aggiuntive di cartone rigido. Quando si avvolge all'interno dei telai di cartone, assicurarsi di inserire saldamente diversi ritagli di assi di legno, ma non solo uno, altrimenti l'avvolgimento lo comprimerà e non uscirà più. Gli avvolgimenti devono essere posati uno dopo l'altro il più strettamente possibile. All'esterno, dopo il primo strato di filo e poi ogni due, è necessario inserire degli inserti in legno (Fig. 10) per garantire interstizi e ventilazione degli avvolgimenti.

È preferibile realizzare l'avvolgimento secondario con una sbarra rettangolare da 10 mm2, in modo da occupare il minor volume. Se non hai un autobus e decidi di realizzare un filo di avvolgimento secondario da un mucchio di fili sottili in giro, come descritto sopra, preparati a possibili difficoltà con la sua installazione. Nel caso di un filo multipolare dell'avvolgimento secondario, potrebbe risultare che non "si adatta" al volume richiesto del telaio: principalmente a causa della deformazione delle spire della molla, ed è meglio stringerle , poiché il telaio collasserà. In questo caso, dovrai abbandonare del tutto la cornice di cartone.

L'avvolgimento secondario deve essere avvolto sul circuito magnetico già assemblato con la bobina dell'avvolgimento primario installata, tirando ogni giro attraverso la finestra. Su un nucleo magnetico rigido, il filo flessibile può essere tirato insieme molto più strettamente che su un telaio di cartone e un numero maggiore di giri si adatterà alla finestra.

Quando si assembla il nucleo magnetico, è necessario prestare particolare attenzione all'affidabilità del fissaggio e alla perfetta aderenza delle singole metà del nucleo a forma di PU. Come già accennato, le metà accoppiate del nucleo magnetico devono provenire dagli stessi trasformatori e installate sugli stessi lati della fabbrica. È obbligatorio posizionare rondelle di grande diametro e rondelle di sicurezza sotto i dadi dei tiranti. Sul mio ST, l'avvolgimento primario contiene 250 spire di filo verniciato con un diametro di 1,5 mm, l'avvolgimento secondario contiene 65 spire di filo a trefolo con una sezione di 10 mm2, che fornisce un'uscita di 55 V con una tensione di rete di 230 V. Con tali dati la corrente a vuoto è di 450 mA; la corrente in modalità arco nel circuito secondario è 60-70 A; Le prestazioni di combustione dell'arco sono buone. È assemblato sulla base delle parti ST-270. Il trasformatore di saldatura viene utilizzato per lavorare con un elettrodo del diametro di 2 mm, anche la "troika" brucia in modo costante ma debole su di esso.

I vantaggi di questo tipo di ST sono la facilità di fabbricazione e l'abbondanza di materiali. Lo svantaggio principale è l'imperfezione del circuito magnetico, che presenta uno spazio compresso tra le due metà. Durante la produzione in fabbrica di trasformatori di questo tipo, gli spazi vuoti nel circuito magnetico vengono riempiti con un riempitivo speciale. A casa devono essere assemblati "a secco", il che, ovviamente, peggiora le prestazioni e l'efficienza del trasformatore. Non è possibile installare fili spessi in una finestra piccola, il che riduce notevolmente la vita operativa del TA. Va notato che l'avvolgimento primario di questo ST si riscalda più, ad esempio, dell'avvolgimento con lo stesso filo di un ST su LATR - "ushastik". Ciò è influenzato, in primo luogo, dall'elevato numero di spire degli avvolgimenti e, probabilmente, dall'imperfezione del sistema magnetico del trasformatore. Tuttavia, ST può essere utilizzato con successo per scopi ausiliari, in particolare per la saldatura di metalli sottili per autoveicoli. Si distingue per le sue dimensioni particolarmente compatte e il peso ridotto - 14,5 kg.

Altri tipi di trasformatori di saldatura

Oltre alla produzione speciale, la ST può essere ottenuta convertendo trasformatori già pronti per vari scopi. Trasformatori potenti di tipo adatto vengono utilizzati per creare reti con una tensione di 36, 40 V, solitamente in luoghi con elevato rischio di incendio, umidità e per altre esigenze. A tal fine vengono utilizzati diversi tipi di trasformatori: diverse potenze, collegate a 220, 380 V in un circuito monofase o trifase. I più potenti tra i tipi portatili hanno solitamente una potenza fino a 2,5 kVA. Il filo e il ferro di tali trasformatori sono selezionati in base alla potenza, in base al funzionamento a lungo termine (densità di corrente 2-4 A/mm2), quindi hanno sezioni trasversali grandi. Nella modalità di saldatura ad arco, il trasformatore è in grado di sviluppare una potenza molte volte superiore a quella nominale e il suo filo resiste senza timore a sovraccarichi di corrente a breve termine.

Se disponi di un potente trasformatore monofase con terminali per 220/380 V e un'uscita a 36 V (possibilmente 12 V), non ci sono problemi con il collegamento. Potrebbe essere necessario avvolgere alcuni giri dell'avvolgimento secondario per aumentare la tensione di uscita. Sono adatti trasformatori con un diametro del filo dell'avvolgimento primario di circa 2 mm e un'area del nucleo magnetico fino a 60 cm2.

Esistono trasformatori con una tensione di 36 V, progettati per l'inclusione in una rete trifase di 380 V. I trasformatori con una potenza di 2,5 kVA sono adatti per la conversione e i trasformatori con una potenza di 1,25 e 1,5 kVA possono essere utilizzati solo in modalità a breve termine, poiché i loro avvolgimenti si surriscaldano rapidamente in caso di sovraccarichi significativi.

Per utilizzare trasformatori trifase da una rete monofase 220 V, i loro avvolgimenti devono essere collegati tra loro in modo diverso. Quindi, con una buona tensione di rete, la potenza del TA risultante sarà sufficiente per funzionare con un elettrodo D4 mm.

I trasformatori trifase sono stati realizzati su un nucleo magnetico a forma di W con una sezione trasversale di un braccio di almeno 25 cm2 (Fig. 11).

Su ciascun braccio sono avvolti due avvolgimenti: uno primario all'interno e uno secondario sopra di esso. Pertanto, il trasformatore ha sei avvolgimenti. Per prima cosa devi scollegare gli avvolgimenti dal circuito precedente e trovare l'inizio e la fine di ciascuno. In questo caso non saranno necessarie le bobine del braccio centrale; funzioneranno solo gli avvolgimenti sui bracci esterni. I due avvolgimenti primari provenienti dalle spalle più esterne devono essere collegati tra loro in parallelo. Dato che il flusso magnetico deve circolare nel circuito magnetico in una direzione, le bobine sui bracci opposti devono creare flussi in direzioni opposte rispetto, ad esempio, all'asse del braccio centrale: una verso l'alto, l'altra verso il basso. Poiché le bobine sono avvolte allo stesso modo, le correnti al loro interno devono fluire in direzioni opposte. Ciò significa che devono essere collegati in parallelo con estremità diverse: l'inizio del 1° deve essere collegato alla fine del 2°, la fine del 1° all'inizio del 2° (Fig. 12).

Gli avvolgimenti secondari sono collegati in serie tra loro alle estremità o agli inizi (Fig. 12). Se gli avvolgimenti sono collegati correttamente, la tensione di uscita è x.x. non dovrebbe essere molto superiore a 50 V.

I trasformatori di questo tipo sono spesso integrati in un comodo alloggiamento metallico con maniglie e coperchio incernierato. Convertirli in saldatrici è molto comune.

La maggior parte dei trasformatori monofase industriali sono realizzati secondo un circuito a forma di U, il cui circuito magnetico è assemblato da una serie di piastre rettangolari di lunghezza e larghezza adeguate. Gli avvolgimenti su un nucleo magnetico a forma di U possono essere disposti in due opzioni: nella prima (Fig. 13, a) il trasformatore ha un'elevata efficienza, nella seconda (Fig. 13, b) il trasformatore è più facile da produrre, e poi, se necessario, aggiungere o togliere un po' del numero di spire in un trasformatore già assemblato. In questo caso, il trasformatore è più facile da riparare, poiché solo un avvolgimento si brucia e il secondo di solito rimane intatto. Quando si utilizza il circuito (Fig. 13, a), quando un avvolgimento prende fuoco, il secondo è sempre carbonizzato.

Se disponi di piastre di ferro per trasformatore adatte, è facile realizzare tu stesso una ST su un circuito magnetico a forma di U. Gli avvolgimenti vengono avvolti separatamente sul telaio e quindi installati sul circuito magnetico assemblato. Il modo più semplice per vedere come è assemblato un nucleo magnetico a forma di U è smontare qualsiasi piccolo trasformatore con un design simile. Nei trasformatori di grandi dimensioni, le piastre non vengono installate una alla volta, ma in confezioni da 3-4 pezzi, questo è più veloce.

Il nucleo magnetico per CT può essere utilizzato, ad esempio, da trasformatori a forma di U rimossi da vecchie apparecchiature, se hanno un volume della finestra e una sezione trasversale del nucleo magnetico sufficienti. Ma, di norma, la maggior parte dei trasformatori di misura ha dimensioni limitate. È opportuno assemblare un nucleo magnetico da due trasformatori identici, aumentando così l'area della sezione trasversale. Aumentando la sezione trasversale del circuito magnetico si ottiene un guadagno in spire: ora dovranno essere avvolte molto meno. E meno giri, minore è il volume della finestra su cui puoi installare gli avvolgimenti. Un limite ragionevole è 5060 cm2.

La TC può essere realizzata su un nucleo magnetico a forma di W, a condizione che il numero richiesto di spire di fili di avvolgimento spessi si inserisca nelle sue finestre. L'autore ha realizzato una ST dai nuclei magnetici di due trasformatori identici a forma di W con le dimensioni esterne della piastra a forma di W di 122x182 mm e le dimensioni della finestra di 31x90 mm. L'area della sezione trasversale del circuito magnetico piegato da una serie di piastre di due trasformatori ha superato i 60 cm2, il che ha permesso di ridurre al minimo il numero di spire dei suoi avvolgimenti. Un avvolgimento primario di 176 spire di filo D1,68 mm e un avvolgimento secondario di due fili D2,5 mm sono inseriti end-to-end con una tensione di uscita di 46 V. Con una tensione di rete di 235 V, la ST ha sviluppato un arco corrente di 160 A, anche se si è riscaldato più di quanto vorremmo.. .

Di norma, i nuclei dei trasformatori industriali costituiti da piastre possono essere facilmente smontati: rimuovere i vecchi fili e avvolgere nuovi avvolgimenti non è difficile. A volte ha senso installare prima un avvolgimento secondario (bassa tensione) sul nucleo magnetico a forma di W e sopra di esso un primario (alta tensione). Ciò non deteriora le caratteristiche dell'ST, ma molti problemi possono essere evitati. Il numero di spire dell'avvolgimento secondario può essere molto approssimativo, orientato a 40-60 V. Dovrete selezionare le spire dell'avvolgimento primario quando adatterete il TA alla potenza richiesta. Quindi, dopo aver prima calcolato e disposto l'avvolgimento di bassa tensione, concentrandosi su circa 50 V, è sempre possibile rimuovere o aggiungere un certo numero di giri dall'avvolgimento primario superiore dell'ST finito.

Trasformatori abbastanza potenti e di grandi dimensioni possono essere trovati in unità e apparecchiature che hanno servito il loro tempo.

Per i trasformatori stazionari, le capacità estreme dei fili di ferro o di avvolgimento non vengono mai utilizzate: tutto viene fatto con una riserva. I cavi hanno spesso grandi sezioni, poiché sono progettati per una densità di corrente 3-4 volte inferiore a quella consentita per ST. Molto spesso i trasformatori di grandi dimensioni hanno molti avvolgimenti secondari progettati per tensioni e potenze diverse. C'è sempre un avvolgimento primario in un trasformatore e il suo filo è progettato per trasportare tutta la potenza. In questo caso, è possibile lasciare svolgere completamente o parzialmente l'avvolgimento primario e rimuovere tutti gli avvolgimenti secondari avvolgendo al loro posto un filo spesso. Se anche l'avvolgimento primario non è adatto, ma il circuito magnetico stesso è adatto alla produzione di TA, tutti gli avvolgimenti dovranno essere avvolti.

Le apparecchiature utilizzano spesso basse tensioni - 12; 27 V. Pertanto, potenti trasformatori avvolti con filo spesso possono avere un'uscita di 2x12 V, 27 V e altri, che sono chiaramente insufficienti per l'uso come TA. Se sono presenti due trasformatori di questo tipo, possono essere combinati, senza modifiche, in uno di saldatura. Per fare ciò, gli avvolgimenti primari sono collegati in parallelo e gli avvolgimenti secondari sono collegati in serie e le loro tensioni vengono sommate.

Potrebbe risultare che un ST combinato di questo tipo avrà una caratteristica scarsa, vicina al duro. Per correggere la caratteristica, è necessario includere nel circuito dell'avvolgimento secondario, in serie con l'arco, una resistenza di zavorra - un pezzo di nicromo o altro filo ad alta resistenza. Avendo una resistenza dell'ordine dei centesimi di ohm, ridurrà leggermente la potenza del TA, ma ti permetterà di lavorare in modalità manuale.

Regolazione della corrente del trasformatore di saldatura

Un'importante caratteristica di progettazione di qualsiasi saldatrice è la capacità di regolare la corrente operativa.

Esistono vari modi per regolare la corrente CT. La cosa più semplice da fare quando si avvolgono gli avvolgimenti è realizzarli con dei rubinetti e, cambiando il numero di giri, cambiare la corrente. Tuttavia, questo metodo può essere utilizzato solo per regolare la corrente anziché per regolarla su un ampio intervallo. Dopotutto, per ridurre la corrente di 2-3 volte, dovrai aumentare troppo il numero di spire dell'avvolgimento primario, il che porterà inevitabilmente a una caduta di tensione nel circuito secondario.

Nei dispositivi industriali vengono utilizzati diversi metodi di regolazione della corrente: manovra mediante induttanze di vario tipo; variazione del flusso magnetico dovuta alla mobilità degli avvolgimenti o alle manovre magnetiche, ecc.; utilizzo di accumulatori di resistenza attiva e reostati; uso di tiristori, triac e altri circuiti elettronici di controllo della potenza. La maggior parte degli schemi di controllo della potenza industriale sono troppo complessi per la piena implementazione sui TA fatti in casa. Diamo un'occhiata ai metodi semplificati effettivamente utilizzati nell'implementazione fatta in casa.

Recentemente, i circuiti di controllo della potenza a tiristori e triac sono diventati piuttosto diffusi.

Tipicamente, nel circuito dell'avvolgimento primario è incluso un triac, un tiristore può essere utilizzato solo in uscita. La regolazione della potenza avviene spegnendo periodicamente l'avvolgimento primario o secondario del TA per un periodo di tempo fisso ad ogni semiciclo della corrente; il valore medio della corrente diminuisce. Naturalmente la corrente e la tensione successiva non hanno una forma sinusoidale. Tali circuiti consentono di regolare la potenza su un ampio intervallo. Una persona che capisce l'elettronica radio può realizzare da sola un circuito del genere, anche se questo è molto difficile.

In varie riviste si possono trovare tanti circuiti molto semplici con lo stesso principio di funzionamento, formati solo da poche parti. Sono destinati principalmente alla regolazione dell'intensità delle lampadine e dei dispositivi di riscaldamento elettrico. Questi circuiti sono di scarsa utilità come regolatori di potenza per gli ST. La maggior parte di essi funziona in modo instabile: le loro scale non sono lineari e la calibrazione cambia con i cambiamenti della tensione di rete, la corrente attraverso il tiristore aumenta gradualmente durante il funzionamento a causa del riscaldamento degli elementi del circuito, inoltre, la potenza di uscita del CT è solitamente fortemente soppresso anche nella posizione di massimo sblocco del regolatore.

Non stupitevi se, collegando un circuito triac all’avvolgimento primario, il TA comincia a “bussare” già al minimo. Questo colpo può essere sentito nel senso letterale della parola e da ST che avevano precedentemente lavorato con gas secco. quasi silenzioso. Ciò non sorprende, perché ad ogni sblocco del triac si verifica un aumento istantaneo della tensione, provocando potenti impulsi a breve termine di EMF autoinduttiva e picchi di consumo di corrente. I dispositivi industriali, avvolti con filo spesso in un isolamento affidabile, tollerano questo difetto di alimentazione senza alcuna conseguenza. Per i progetti fatti in casa "fragili", non consiglierei l'uso di un triac sull'avvolgimento primario.

Per i progetti fatti in casa, è meglio utilizzare un triac o un regolatore a tiristori nel circuito dell'avvolgimento secondario. Ciò solleverà la ST da carichi inutili. Quasi lo stesso circuito è adatto a questo, ma con un dispositivo più potente, sebbene il processo di combustione dell'arco sia leggermente peggiore quando si utilizzano regolatori di questo tipo. Dopotutto, ora, quando la potenza diminuisce, l'arco inizia a bruciare in lampi separati, sempre più a breve termine. Questo metodo di regolazione della corrente, a causa della complessità della produzione e della bassa affidabilità, non è diventato diffuso per i TA fatti in casa.

Il metodo più utilizzato è un metodo molto semplice e affidabile per regolare la corrente utilizzando una resistenza di zavorra collegata all'uscita dell'avvolgimento secondario. La sua resistenza è dell'ordine dei centesimi, decimi di ohm, ed è selezionata sperimentalmente.

Per questi scopi, da tempo vengono utilizzati potenti fili di resistenza, utilizzati nelle gru e nei filobus, o sezioni di spirali di elementi riscaldanti (riscaldatore elettrico termico), o pezzi di filo spesso ad alta resistenza. È anche possibile ridurre leggermente la corrente utilizzando una molla della porta in acciaio allungato. La resistenza di zavorra può essere inserita in modo permanente (Fig. 14) oppure in modo che in seguito sia relativamente semplice selezionare la corrente desiderata. La maggior parte dei resistori a filo avvolto ad alta potenza sono realizzati sotto forma di una spirale aperta montata su un telaio in ceramica lungo fino a mezzo metro; di norma, anche il filo degli elementi riscaldanti viene avvolto nella spirale.

Un'estremità di tale resistenza è collegata all'uscita del TA e l'estremità del filo di terra o del portaelettrodo è dotata di un morsetto rimovibile, che può essere facilmente lanciato lungo la lunghezza della spirale della resistenza, selezionando la corrente desiderata (Fig. 15). L'industria produce speciali negozi di resistenza con interruttori e potenti reostati per ST. Gli svantaggi di questo metodo di regolazione includono l'ingombro delle resistenze, il loro forte riscaldamento durante il funzionamento e l'inconveniente durante la commutazione.

Ma la resistenza della zavorra, sebbene spesso di progettazione rozza e primitiva, migliora le caratteristiche dinamiche della ST, spostandola verso una ripida caduta. Ci sono ST che funzionano in modo estremamente insoddisfacente senza resistenza alla zavorra.

Nei dispositivi industriali la regolazione della corrente mediante l'attivazione di resistenze attive non ha trovato largo impiego a causa del loro ingombro e riscaldamento. Ma lo shunt reattivo è molto utilizzato: l'inclusione di un'induttanza nel circuito secondario. Le induttanze hanno una varietà di design, spesso combinate con il circuito magnetico CT in un unico insieme, ma sono realizzate in modo tale che la loro induttanza, e quindi la reattanza, sia regolata principalmente dal movimento delle parti del circuito magnetico.

Allo stesso tempo, lo starter migliora il processo di combustione dell'arco. A causa della complessità della progettazione, le induttanze non vengono utilizzate nel circuito secondario degli ST fatti in casa.

La regolazione della corrente nel circuito secondario del TA è associata ad alcuni problemi. Pertanto, correnti significative passano attraverso il dispositivo di controllo, il che ne aumenta l'ingombro. Inoltre, per il circuito secondario è quasi impossibile selezionare interruttori standard così potenti da sopportare una corrente fino a 200 A. Un'altra cosa è il circuito dell'avvolgimento primario, dove le correnti sono cinque volte inferiori, gli interruttori per che sono beni di consumo. Le resistenze attive e reattive possono essere collegate in serie all'avvolgimento primario. Solo in questo caso la resistenza dei resistori e l'induttanza delle induttanze dovrebbero essere significativamente maggiori rispetto al circuito dell'avvolgimento secondario.

Pertanto, una batteria composta da più resistori PEV-50...100 collegati in parallelo con una resistenza totale di 6-8 Ohm può ridurre della metà la corrente di uscita di 100 A. È possibile raccogliere diverse batterie e installare un interruttore. Se non hai un interruttore potente a tua disposizione, puoi cavartela con diversi.

Installando i resistori secondo lo schema (Fig. 16), è possibile ottenere una combinazione di 0; 4; 6; 10 ohm. Invece dei resistori, che diventeranno molto caldi durante il funzionamento, è possibile installare un induttore di reattanza.

Lo starter può essere avvolto sul telaio da un trasformatore da 200-300 W, ad esempio da un televisore, effettuando dei rubinetti ogni 40-60 giri collegati all'interruttore (Fig. 17). È possibile disattivare l'alimentazione accendendo l'avvolgimento secondario di un trasformatore (200-300 W) con un avvolgimento secondario valutato a circa 40 V come induttanza. L'induttanza può anche essere realizzata su un nucleo diritto con estremità aperta.

Questo è utile quando si dispone già di una bobina già pronta con 200-400 spire di filo adatto. Quindi è necessario inserire al suo interno un pacchetto di piastre di ferro del trasformatore diritte. La reattanza richiesta viene selezionata in base allo spessore del pacco, guidata dalla corrente di saldatura ST.

Ad esempio: uno strozzatore costituito da una bobina contenente presumibilmente circa 400 spire di filo del diametro di 1,4 mm, farcito con un pacco di ferro con una sezione totale di 4,5 cm2, una lunghezza pari alla lunghezza della bobina, 14 cm Ciò ha permesso di ridurre la corrente del TA a 120 A, t .e. circa 2 volte. Uno starter di questo tipo può essere realizzato anche con reattanza a variazione continua. È necessario realizzare una struttura per regolare la profondità di inserimento dell'asta centrale nella cavità della bobina (Fig. 18, dove 1 - nucleo; 2 - fermo; 3 - bobina). Una bobina senza nucleo ha una resistenza trascurabile; con il nucleo completamente inserito la sua resistenza è massima. Uno strangolamento con un filo adatto non si riscalda molto, ma il suo nucleo vibra fortemente. Questo deve essere tenuto in considerazione durante la rasatura e il fissaggio di un set di piastre di ferro.

Si tenga presente che per trasformatori con basse correnti x.x. (0,1...0,2 A) le resistenze sopra descritte nel circuito dell'avvolgimento primario non hanno praticamente alcun effetto sulla tensione di riposo in uscita. ST, e ciò non pregiudica il processo di accensione dell'arco. Per ST con corrente x.x. 1-2 A, quando si introduce una resistenza di zavorra nel circuito primario, la tensione di uscita diminuisce notevolmente. Dalla mia esperienza posso dire che la resistenza attiva e reattiva aggiunta in serie all'avvolgimento primario non ha effetti negativi pronunciati sull'accensione e sulla combustione dell'arco.

Sebbene la qualità dell'arco si deteriori ancora rispetto all'inclusione di un resistore di spegnimento nel circuito dell'avvolgimento secondario.

Nei CT è possibile combinare anche regolatori o limitatori di corrente di diverso tipo. Ad esempio, è possibile utilizzare la commutazione delle spire dell'avvolgimento primario in combinazione con il collegamento di un resistore aggiuntivo o in altro modo.

Affidabilità del trasformatore di saldatura

L'affidabilità di una saldatrice dipende sia da fattori di progettazione che dalla modalità e dalle condizioni operative. Trasformatori affidabili e realizzati con cura funzionano per molti anni, resistendo facilmente a sovraccarichi a breve termine e difetti operativi. Le strutture portatili leggere, con fili ricoperti di vernice e che sviluppano anche una potenza esorbitante, di regola, non durano a lungo. Si consumano gradualmente nello stesso modo in cui, ad esempio, i vestiti o le scarpe si consumano nel tempo. Sebbene, dati i volumi significativi di lavoro svolto e i bassi costi di produzione, ciò giustifichi pienamente la loro esistenza.

I peggiori nemici dell'ST sono il surriscaldamento e la penetrazione dell'umidità. Il rimedio più efficace contro il surriscaldamento sono i fili di avvolgimento affidabili con una densità di corrente non superiore a 5-7 A/mm2. Affinché il filo si raffreddi rapidamente, deve avere un buon contatto con l'aria. Per fare ciò, vengono realizzate delle fessure negli avvolgimenti (Fig. 19).

Per prima cosa si avvolge il primo strato e sui lati esterni si inseriscono listelli di legno o getinax spessi 5-10 mm, poi si inseriscono le listelli ogni due strati di filo: in questo modo ogni strato è a contatto con l'aria su un lato. Se il TA viene installato senza soffiaggio, le fessure devono essere orientate verticalmente. Quindi l'aria circolerà costantemente attraverso di essi: l'aria calda sale verso l'alto e l'aria fredda viene aspirata dal basso. È ancora meglio se il TC viene costantemente soffiato da un ventilatore. In generale, il flusso d'aria forzato ha poco effetto sulla velocità di riscaldamento del trasformatore, ma ne accelera notevolmente il raffreddamento.

I trasformatori toroidali si riscaldano più velocemente e si raffreddano peggio. Per un TA molto caldo, anche un flusso d'aria potente non risolverà questo problema, e qui dovrai mantenere la temperatura degli avvolgimenti con una modalità operativa moderata. Inoltre, la capacità di raffreddamento del trasformatore è influenzata dal numero di spire degli avvolgimenti: minore è il numero di spire, maggiore è.

Oltre ai motivi oggettivi e comprensibili del guasto dei trasformatori di saldatura, legati principalmente ad una progettazione imperfetta, in base alla mia esperienza, vorrei segnalare un altro metodo, apparentemente implicito, ma comunque molto comune: come rovinare un ST.

Il motivo in questo caso, stranamente, è la caduta di tensione nella rete elettrica... Il TA smette di saldare normalmente se la tensione di rete diminuisce in modo significativo o la linea di alimentazione presenta una resistenza intrinseca significativa dell'ordine di diversi ohm. Purtroppo nel nostro Paese sono molto diffusi sia il primo che il secondo.

Se, quando la tensione diminuisce, puoi almeno scoprire esattamente la causa prendendo un voltmetro e misurando la tensione, nel secondo caso la situazione è più complicata: un voltmetro ad alta resistenza non rileva una resistenza di linea di diversi ohm e mostra una tensione normale, ma questi pochi ohm possono facilmente estinguere metà della potenza del TA, la cui resistenza in modalità arco è trascurabile. Ma cosa c’entra il calo di potenza con la “combustione” della ST? Ecco il punto. Quando il proprietario di una “saldatrice”, dopo aver sofferto non poco con una macchina che non funziona a 220 V, si rende conto che non può cambiare nulla, ma funziona benissimo: i guadagni sono persi o la costruzione è in corso, la soluzione si raffredda... quindi in questi casi molto spesso il dispositivo è collegato a una rete da 380 V.

Il fatto è che tutto il cablaggio viene solitamente eseguito da una linea trifase: "zero" e tre "fasi". Se ti colleghi a "zero" e una "fase" - tensione di fase, allora questi sono i soliti 220 V. Se ti colleghi a "fase" e "fase" - tensione lineare, verranno prelevati 380 V da due fili. è proprio così che fanno i saldatori disattenti con macchine monofase progettate per 220 V.

Contemporaneamente l'ST comincia a funzionare perfettamente, anche se molto spesso per brevissimo tempo. "Sparano" sia strutture deboli fatte in casa che dispositivi industriali affidabili. Ma tutto è molto semplice: se la tensione nella rete elettrica generale scende, ad esempio, di 50 V, e il dispositivo non vuole funzionare da 170 V, allora tra le “fasi” rimangono comunque 330 V, il che è fatale per qualsiasi ST...

Spesso i proprietari di saldatrici sono semplicemente troppo pigri per riprogrammare le loro “saldature”: dopo tutto, la massa è considerevole, e rimangono per strada, si bagnano sotto la pioggia, sono coperti di neve... Dopo un simile atteggiamento, un cortocircuito tra le spire è abbastanza comune, gli avvolgimenti del TA “si bruciano” e l'intera struttura si guasta.

Tuttavia, il principale nemico della ST è il surriscaldamento. Ebbene, se devi saldare molto e velocemente, e il TA è avvolto con pochi fili e si riscalda in modo catastroficamente rapido,... puoi suggerire un rimedio cardinale per combattere il surriscaldamento.

Non è necessario preoccuparsi del surriscaldamento se l'intero trasformatore è completamente immerso nell'olio del trasformatore. Possedendo una significativa conduttività termica, l'olio non solo rimuove il calore dagli avvolgimenti, ma agisce anche come isolante aggiuntivo. Nella sua forma più semplice si tratta di un secchio d'olio con un TC incassato al suo interno, da cui escono solo quattro fili; un simile “miracolo” a volte può essere visto nei cortili delle zone rurali. Una parte dell'olio del trasformatore può essere scaricata, ad esempio, da vecchie unità di refrigerazione. Anche se si dice che in caso di emergenza siano adatte anche altre varietà, compreso il girasole... Non conosco il girasole, non l'ho controllato personalmente.

Un altro elemento importante del design CT è l'involucro esterno. Quando si installa un TA in una custodia, è necessario prestare particolare attenzione al materiale dello stesso e alla possibilità di flusso d'aria per il raffreddamento, mentre la parte superiore deve essere chiusa, proteggendo il trasformatore dalla pioggia. È meglio realizzare custodie o almeno alcune delle loro parti con materiali non magnetici (ottone, duralluminio, getinak, plastica). La CT crea un potente campo magnetico che attira a sé gli elementi in acciaio. Se l'alloggiamento è in lamiera o i pannelli di acciaio sono avvitati di fronte all'asse dell'avvolgimento primario, durante il funzionamento l'intera struttura verrà tirata verso l'interno e vibrerà. Il suono a volte è tale che può essere paragonato solo al funzionamento di una potente sega circolare. Pertanto, il TA può essere installato in una custodia rigida in acciaio solidamente curvata, che non è così suscettibile alle vibrazioni, oppure i pannelli possono essere realizzati almeno di fronte all'avvolgimento primario con materiali non magnetici.

È possibile installare una ventola nell'alloggiamento o sigillarla e riempirla con olio del trasformatore.

E infine, l'ultima raccomandazione. Se hai comunque effettuato una TC, ma sei nuovo alla saldatura, è meglio invitare uno specialista a testarla. La saldatura è un compito molto difficile ed è improbabile che una persona senza esperienza riesca immediatamente. Assicurati di acquistare o realizzare una maschera con il numero di vetro C-4 o E2. Un arco elettrico emette potenti radiazioni ultraviolette, che influiscono negativamente sulla pelle e principalmente sugli occhi. Quando vengono colpiti gli occhi, nel campo visivo appare una macchia gialla, che poi scompare gradualmente; si dice “prendi un coniglio”.

Se riesci a "catturare" due di questi "coniglietti" di fila contemporaneamente, interrompi immediatamente tutti gli esperimenti con un arco elettrico. Quando diversi "coniglietti" compaiono davanti ai tuoi occhi, di regola scompaiono e la persona si calma, ma più tardi, dopo poche ore, questo fenomeno è irto di conseguenze che è meglio non sperimentare su te stesso.

Autore: I.Zubal

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