Сделай сам, 1994 № 02 - Альманах «Сделай сам»

Основу конструкции составляют однофазные трансформаторы с О-образными сердечниками магнитопроводов типа ОСО напряжением 220/36 В мощностью 0,4 кВА, применяемые для питания цепей управления и электроосвещения пониженного напряжения в схемах электрооборудования некоторых установок.

Два таких трансформатора стыкуются и скрепляются свободными сторонами сердечников магнитопровода так, что образуется один трехстержневой трансформатор с катушками на крайних стержнях.

После намотки на образовавшийся средний стержень добавочной обмотки конструкция превращается в малогабаритный сварочный аппарат, работающий от однофазной сети 220 В.

На общем магнитопроводе две первичные обмотки крайних стержней соединены встречно-параллельно для подключения устройства к однофазной сети 220 В; при этом вторичные обмотки крайних стержней соединены встречно-последовательно.

Добавочная обмотка среднего стержня последовательно вводится в сварочный контур в качестве балластного сопротивления для ступенчатого изменения сварочного тока. Характеристики этой обмотки: 40…50 витков провода АПР или АПРТО сечением 2,5…4 мм2.

Корпуса рассмотренных сварочных аппаратов изготавливаются из бетона с хорошей формуемостью специального приготовления, сухая смесь которого имеет следующий состав (по массе):

- песок мелкозернистый, очищенный промывкой… 75%

- цемент марки 400 или 500… 20%

- стекловата резаная длиною 5…10 мм… 2,5 %

- клей ПВА или водорастворимый латекс… 2,5%

Минимальная толщина оболочки корпуса должна быть не менее 10 мм.

Перед заливкой бетона в форму конструкция аппарата тщательно очищается от грязи и пыли и хорошо просушивается.

После отверждения бетона аппарат просушивается еще раз и пропитывается снаружи органическими мономерами: метилметакрилатом или стиролом (можно и кузбасслаком), с последующей термообработкой в течение нескольких часов при температуре 70…80 °C. В результате мономер полимеризуется в порах бетонной оболочки, образуя упрочненный водонепроницаемый поверхностный слой, который защищает устройство от воздействия окружающей среды.

Такие малогабаритные сварочные аппараты работают на пределе своей мощности, что допустимо лишь при повторно-кратковременном режиме их включения. Поэтому для контроля за температурой активных частей устройства предусматривается термическая защита, состоящая из контактного датчика температуры с выходом на звуковой и световой индикатор. Если же она отсутствует, то температуру активных частей устройства контролируют наощупь, не допуская их чрезмерного нагрева.

В полевых условиях малогабаритные сварочные аппараты хорошо работают от маломощных передвижных электрогенерирующих установок (например, от бензо-электрических агрегатов мощностью 4 и 2 кВт) В этом случае при максимальных сварочных токах в сварочный контур вводят выносные конденсаторы переменного тока, которые обеспечивают совместимость малогабаритных сварочных аппаратов в предельных режимах с маломощными передвижными электрогенерирующими установками и создают эффект концентрации энергии в сварочной дуге.

Для этой цели применяют неполярные пусковые алюминиевые оксидно-электролитические конденсаторы типа К50-19 емкостью 750 мкФ на напряжении 80 В (обязательно погружаемые при эксплуатации в масло).

Конденсаторы для получения требуемой емкости включаются параллельно друг другу. В сварочных аппаратах на базе трехфазного трансформатора используются по три таких конденсатора; на базе двух однофазных трансформаторов — два конденсатора.

Для мастеров, занимающихся сваркой тонколистового металла, необходимо указать на весьма эффективный способ образования малоамперной сварочной дуги в малогабаритном сварочном аппарате (на базе трехфазного трансформатора) при подключении его к однофазной сети 220 В. При сварке на переменном токе первичная обмотка среднего стержня трансформатора вводится последовательно в сварочный контур в качестве балластного сопротивления совместно с параллельно включенным этой обмотке выпрямительным диодом на 10 А, а при сварке на постоянном токе — через выпрямительный мост 4x10 А.

Во время эксплуатации малогабаритных сварочных аппаратов необходимо тщательно следить за надежностью контактных соединений.

Выбор электродов для сварки — достаточно ответственная задача. Однозначных рекомендаций на этот счет дать, однако, невозможно, так как тип и марка электродов зависят от рода сварочного тока, материала свариваемых изделий, положения сварочного шва и других факторов, поэтому в каждом конкретном случае следует руководствоваться рекомендациями справочной литературы.

В заключение приведем основные технические характеристики рассмотренных малогабаритных сварочных аппаратов.

Сварочные аппараты (на базе трехфазного трансформатора):

- номинальная мощность, кВА… 1,6

- максимальная мощность в повторно-кратковременном режиме работы аппаратов, кВА… 6,4

- напряжение питания, В:

- трехфазное… 380

- трехфазное… 220

- однофазное… 220

- число ступеней регулирования сварочного тока… 2

- пределы регулирования сварочного тока, А… 40-80-120

- масса, кг… 25

- габаритные размеры, мм… 175x325x250

Сварочный аппарат (на базе двух однофазных трасформаторов):

- номинальная мощность, кВА… 0,8

- максимальная мощность в повторно-кратковременном режиме работы устройства, кВА… 3,2

- напряжение питания, В… однофазное 220

- число ступеней регулирования сварочного тока… 2

- пределы регулирования сварочного тока, А… 60–90

- масса, кг… 12,5

- габаритные размеры, мм… 125х250х175

Рассмотренные конструкции просты в изготовлении, что позволяет обеспечить домашних мастеров недорогим и эффективным сварочным устройством с возможностью его дальнейшего совершенствования.

Без сомнения, эти конструкции не лишены недостатков. Прежде всего это связано с низким качеством магнитопроводов обмоток исходных трансформаторов, однако, с этим можно смириться, поскольку аппараты по данным автора работоспособны, просты и надежны в эксплуатации, а также сравнительно недороги в изготовлении.

Блок питания и короткое замыкание

В. Банников

Переносную радиоаппаратуру (радиоприемники, магнитофоны и пр.) с питанием от батарей в стационарных условиях целесообразно подключать к сетевому блоку питания тем более, что батареи в наше время дороги и дефицитны. Обычно он представляет собой выпрямитель (с понижающим трансформатором, диодным мостом и сглаживающим фильтром), к которому подключен стабилизатор напряжения. Именно последний и создает стабилизированное напряжение постоянного тока, необходимое для питания радиоаппаратуры. Все бы, казалось, хорошо, но вот беда — стабилизаторы напряжения, как правило, не выдерживают короткого замыкания в цепи нагрузки. Точнее, короткого замыкания своих выходных клемм. Правда, не все из них. Дело в том, что некоторые (наиболее современные и совершенные) стабилизаторы имеют специальные встроенные цепи защиты от короткого замыкания (обычно они построены на основе интегральных микросхем серии ЕН). Однако чаще всего в сетевом блоке питания такой защиты нет. Как же быть в этих случаях?

Прежде всего напомним, чем опасно короткое замыкание стабилизатора. Во-первых, оно обычно вызывает необратимый пробой регулирующего транзистора в стабилизаторе. Во-вторых, вследствие этого пробоя на выходе блока питания появляется (конечно, после устранения причины замыкания) повышенное напряжение, способное вывести из строя подключенную радиоаппаратуру.

Чтобы избежать этого, достаточно использовать несложный электронный контур, легко подключаемый к существующему блоку питания со стабилизацией напряжения — как к самодельному, так и к промышленному (разумеется, не имеющему защиты от короткого замыкания).

Возникает вопрос: нужно ли применять электронику? Не проще ли установить обычный плавкий предохранитель? Дело, однако, в том, что быстродействие плавкого предохранителя обычно оказывается недостаточным для защиты стабилизатора.