Локальную вычислительную сеть-сделай сам. О супе домашнем замолвим мы слово...("Сделай сам" №3∙2004)

Чтобы не быть голословным, покажем это на примере бытового сварочного аппарата, рекомендации по изготовлению которого были опубликованы в популярном научно-техническом журнале «Радио» (В. Володин. Сварочный трансформатор: расчет и изготовление. Радио, 2002 г., № 11, № 12). По расчетам самого автора его сварочный трансформатор в рабочем режиме будет потреблять мощность около 10 кВт. Можно ли его безопасно эксплуатировать в домашних условиях? Скорее всего, нет. Дело в том, что на такую мощность не рассчитана домашняя электропроводка. Сечение ее проводов имеет стандартные значения (S = 2,5–4 мм²) и, в лучшем случае, позволяет к ним подключать устройства мощностью 3–4 кВт (да и то с соблюдением мер предосторожности). Устройства мощностью в 10 кВт будут вызывать столь значительный разогрев подводящих проводов, что может привести к расплавлению изоляции, образованию коротких замыканий и даже пожару. Кроме того, мощные броски тока, достигающие в сети при работе трансформатора 45 А (а в режиме зажигания дуги до 90 А!), вызовут значительное падение напряжения на проводах электропроводки. Напряжение в осветительной сети станет меняться в диапазоне от 170 до 220 В. Это вызовет неустойчивую работу холодильников, электронасосов, стиральных машин и т. д. и может стать причиной их преждевременного выхода из строя не только у хозяина сварочного аппарата, но и у его ближайших соседей. В дальнейшем состоится неприятный контакт с инспектором Энергонадзора со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Попытаемся показать, как, не ухудшая качества, можно снизить энергопотребление сварочного трансформатора до 3, 5–4 кВт, сделав его работу безопасной не только для себя, но и для окружающих.

Известно, что мощность, потребляемая сварочным трансформатором из сети, в основном определяется мощностью, передаваемой им во вторичную обмотку:

Р₂ = U_2хх∙I_2р,

где Р₂ — полная мощность вторичной обмотки, В∙А;

U_2xx — напряжение холостого хода вторичной обмотки, В;

I_2р — рабочий ток вторичной обмотки, А.

Величина I_2р нормирована для каждого диаметра электрода и уменьшать ее не рекомендуется, так как это ухудшает качество сварного шва. Например, для электродов диаметром 3 мм, I_2р = 100–120, для электродов диаметром 4 мм I_2р = 180–200 А и т. д. Остается напряжение холостого хода U_2xx. Для сварочных трансформаторов промышленного назначения его величина выбирается равной 65–70 В. И это вполне оправдано, если не обращать внимание на энергопотребление сварочного аппарата.

Около 14 лет назад автор данной статьи также столкнулся с проблемой снижения энергопотребления при постройке собственного сварочного аппарата. Эксперименты показали, что современная обмазка электродов позволяет зажигать дугу и поддерживать устойчивым ее горение даже при напряжении холостого хода U_2xx = 28 В! Конечно, дуговой промежуток был очень маленьким, и любое небрежное движение сварщика приводило к гашению дуги. Кроме этого, дуга становилась «капризной» на зажигание, если поверхность свариваемых изделий содержала ржавчину или была покрыта оксидной пленкой. Да и не все типы электродов допускали такой режим. Лучшие результаты сварки под низким напряжением показали электроды диаметром 3 мм АНО-21 (торговая марка «Тигарбо») Каменского опытного механического завода. (Эти электроды очень популярны на Юге России!)

Уйдем от этой нижней границы. Оказалось, что напряжение U_2xx = 36–40 В позволяет успешно варить даже начинающему сварщику. При таком напряжении валик сварочного шва получался ровным, так как отсутствовало разбрызгивание капель жидкого металла, а шлаковая пленка была тонкой и легко отслаивалась от изделия. Но самое главное — резко снизилось энергопотребление сварочного трансформатора до 3,5–4 кВт, что сделало его абсолютно пригодным для домашнего применения. Семейный бюджет получил при этом существенный выигрыш.

С учетом изложенного выше можно сделать вывод: в любом сварочном трансформаторе после несложной доработки можно ввести экономичный режим. Для этого во вторичной обмотке необходимо сделать отвод на напряжение 36–40 В. Желательно в трансформаторе также иметь возможность плавного регулирования сварочного тока. Предлагаю один из вариантов экономичного сварочного трансформатора для домашнего применения. В качестве объекта для модернизации был выбран сварочный аппарат, сконструированный В. Мотузасом (В. Мотузас. Компактный, безопасный, бесшумный — журнал «Сельский механизатор», № 2, 1987 г., с. 26). Так как большинство читателей мало знакомо с этим узкоспециализированным изданием, я, там где это необходимо, повторю некоторые технологические приемы его изготовления. После модернизации сварочный аппарат имел следующие технические характеристики: