Метод испытания трансформаторного железа для изготовления сварочного трансформатора.

После того как собраны все сварочные материалы и оборудование, можно смело заняться изготовлением сварочного трансформатора и дальнейшими его испытаниями.

Очень часто трансформаторное железо для сварочника берется от какого – либо старого трансформатора, статора асинхронного электродвигателя и т. д. Электромагнитные параметры такого железа чаще всего неизвестны, да и использование его для сварочного трансформатора имеет некоторые отличия от стандартных расчетов. Поэтому предлагаемый метод испытания позволяет, не вдаваясь в вычисления, с большой точностью выбрать параметры обмотки для данного трансформатора.

Нам понадобится: автоматический выключатель, для защиты нашей схемы, однофазный ЛАТР (лабораторный автотрансформатор), прибор для измерения переменного тока (подойдет и стандартный комбинированный прибор, так называемый тестер, главное, что бы у него был диапазон измерения переменного тока где-то до десяти ампер), вольтметр до 250В, немного провода, изоляционная лента и собственно само железо собранное и стянутое так, как оно будет работать в конечном изделии.
Вначале надо произолировать железо изоляционной лентой. Сделайте это качественно, так как эта изоляция останется под основную обмотку. Лучше использовать хлопчатобумажную или стекло(лако)ткань. Изолента на основе ПВХ от нагрева может расплавиться и оголить железо, что в дальнейшем приведет к пробою обмотки на корпус трансформатора.
Затем любым изолированным проводом, рассчитанным на ток не менее 10А, намотайте на железо 30 витков. Обмотку распределите равномерно по всей длине одного или двух кернов Ш-образного или П-образного железа или по всей окружности кольцевого, в зависимости от того, на чем вы собрались наматывать обмотку. От равномерности намотки зависит точность измерения, так как потоки рассеяния будут в этом случае минимальны. Итак, обмотка намотана, можно собирать схему для испытания (рисунок 1).

Перед включением обязательно проверьте, что движок ЛАТРа находится в нулевом положении. Включайте автомат, берите лист бумаги и записывайте первое показание приборов. Соответственно ноль вольт и ноль ампер. Немного повернув в сторону увеличения движок ЛАТРа, снимите следующее показание, и так далее до тока приблизительно 7- 10 А. Вы должны почувствовать момент насыщения вашего железа, когда при малейшем изменении положения движка ЛАТРа, ток увеличивается очень сильно. Если при испытаниях этот эффект произошел на меньших токах, чем 7 А, можете дальнейшие точки не снимать, они нам не нужны.
Теперь строим график того, что мы намерили. Чем больше точек мы сняли, тем большую точность в графике получите, хотя слишком усердствовать не надо.
На рисунке 2 приблизительно то, что должно получиться. Бросается в глаза точка излома вольтамперной характеристики. В этой точке происходит насыщение железа трансформатора. Рабочую точку для сварочного трансформатора надо выбирать чуть ниже точки насыщения. Обращаю ваше внимание на то, что данную процедуру мы делаем для сварочного трансформатора. Для обычного понизительного трансформатора испытания делаются также, но рабочая точка выбирается значительно ниже точки насыщения. Все дело в том, что сварочный трансформатор в основном режиме работы (сварка) находится в состоянии близком к короткому замыканию. В этом режиме происходит размагничивание железа, и для сварочного трансформатора ток холостого тока не имеет значения такого, как для трансформатора напряжения. Поэтому, выбирая ток холостого тока (а это и есть ток нашей рабочей точки), близкий к току насыщения железа, мы будем экономить на количестве витков на вольт, а значит, сможем получить больший сварочный ток от нашего трансформатора.
Рабочая точка выбрана. Опустив перпендикуляры на графике, на соответствующие оси тока и напряжения, запишем величины тока и напряжения для нашего железа. Ток – это будет ток холостого хода нашего трансформатора. А из значения напряжения мы получим количество витков на вольт для нашего трансформатора, разделив полученное напряжение на количество витков нашей обмотки. Например, получаем рабочую точку 6 А и 39 В. Обмотка у нас 30 витков. Количество витков на вольт будет 30/39=0,77 или приближенно 0,8 витка на вольт. Округлять советую в большую сторону, тогда не ошибки не будет. Соответственно первичная обмотка нашего трансформатора должна содержать 0,8*220=176 витков (для 220-и вольтового трансформатора), вторичная, если мы хотим получить на ней 60 В, должна быть из 0,8*60=48 витков.
Все можно наматывать обмотки. Выбор сечения провода обмоток я здесь не рассматриваю, так как эта величина зависит еще и от типа железа (Ш- , П-образное, кольцевое), от размера окна, в которое можно намотать обмотку. В большинстве случаев провод подбирается не какой нужен, а какой есть, поэтому скажу только, что в зависимости от величины сварочного тока, первичную обмотку наматывают проводом где-то 4 мм квадратных, вторичную не менее 12 мм квадратных для сварочника на 160 А (электрод №4). При этом надо учитывать, как долго вы собираетесь непрерывно варить. Если он нужен вам для производственных дел или для резки, сечение обмоток может вырасти в несколько раз.
При изготовлении не забудьте положить хорошую изоляцию между первичной и вторичной обмотками, от этого зависит ваша безопасность.
Удачи.