Поэтому перед намоткой провода на каркас следует определиться, какой именно режим работы для вас предпочтителен. От этого зависит способ, которым вы будете наматывать обмотки СТ.

Если нужно получить более жесткий режим сварки, первичная (сетевая) обмотка состоит из двух одинаковых обмоток W₁ и W₂, расположенных на разных сторонах сердечника, соединенных последовательно и имеющих одинаковое сечение проводов. Для регулировки выходного тока на каждой из обмоток сделаны отводы, которые попарно замыкаются (рис. 40, а – б).

Второй способ предусматривает намотку сетевой обмотки на одной из сторон сердечника (рис. 40, в – г). В этом случае СТ обладает крутопадающей характеристикой, варит «мягко», длина дуги меньше влияет на величину сварочного тока, а следовательно, и на качество сварки.

Рис. 40. Способы намотки обмоток на сердечнике стержневого типа:

а – сетевая обмотка на двух сторонах сердечника; б – соответствующая ей вторичная (сварочная) обмотка, включенная встречно-параллельно; в – сетевая обмотка на одной стороне сердечника; г – соответствующая ей вторичная обмотка, включенная последовательно

Вторичную обмотку СТ всегда наматывают на двух сторонах сердечника. Для первого способа намотки вторичная обмотка состоит из двух одинаковых половин, включенных для повышения устойчивости горения дуги встречно-параллельно. Сечение провода в таком случае можно взять несколько меньшим (15–20 мм²).

Для второго способа намотки основную сварочную обмотку W¹₂ наматывают на свободной от первичной обмотки стороне сердечника, и это составляет 60–65 % от общего числа витков вторичной обмотки. Она служит в основном для поджига дуги, а во время сварки, за счет резкого увеличения магнитного потока рассеивания, напряжение на ней падает на 80–90 %. Дополнительную сварочную обмотку W²₂ наматывают поверх первичной. Являясь силовой, она поддерживает в требуемых пределах напряжение сварки, а следовательно, и сварочный ток. Напряжение на ней падает в режиме сварки на 20–25 % относительно напряжения холостого хода.

Рис. 41. Способы намотки обмоток на сердечнике тороидального типа:

а – равномерная; б – секционная

Эти же способы полностью применимы и в случае, когда обмотки СТ размещены на тороидальном магнитопроводе (рис. 41, а – б). Они тоже могут быть намотаны как равномерно по поверхности сердечника, так и в виде секций. Взаимное расположение обмоток и в этом случае полностью соответствует вышеописанным характеристикам, поэтому при выборе способа намотки тороидального трансформатора следует руководствоваться теми же соображениями, что и для П-образного.

 Общие правила намотки обмоток

1. Намотку следует проводить по изолированному керну и всегда в одном направлении (например, по часовой стрелке).

2. Каждый слой обмотки изолируют слоем хлопчатобумажной изоляции (стеклоткани, электрокартона, кальки), желательно с пропиткой бакелитовым лаком.

3. Выводы обмоток залуживают, маркируют, закрепляют хлопчатобумажной тесьмой, на выводы сетевой обмотки дополнительно надевают хлопчатобумажный кембрик.

Для обмоток сварочного трансформатора нужен провод довольно большого сечения. Развивая в режиме сварки значительный ток, трансформатор постепенно нагревается. Скорость нагрева зависит от ряда факторов, важнейшим из которых является диаметр или площадь поперечного сечения провода его обмоток. Чем толще провод, тем лучше он пропускает ток, тем меньше нагревается и, наконец, тем лучше он рассеивает тепло. Основной характеристикой здесь является плотность тока: чем выше значение плотности тока в проводах, тем интенсивнее будет происходить разогрев трансформатора. Наиболее распространенным материалом для провода является медь, хотя обмоточный провод может быть и алюминиевым. Обмотки из меди получаются компактнее, так как этот металл позволяет использовать в 1,6 раза большую плотность тока, нежели алюминий. Зато алюминиевый провод дешевле, и обмотки из него получаются легче.

В промышленных трансформаторах плотность тока не превышает значения 5 А/мм² для медного провода. Но для самодельных трансформаторов удовлетворительным результатом можно считать для меди даже 10 А/мм². Так, при токе сварки 130–160 А электродом ∅4 мм мощность вторичной обмотки составит Р2 = Ісв· Uсв = 160 · 24 = ~4 кВт; мощность первичной обмотки с учетом потерь составит 5–5,5 кВт, а следовательно, максимальный ток первичной обмотки может достигать 25 А.

С увеличением плотности тока резко ускоряется нагрев трансформатора. В случае работы в предельных режимах уже после использования подряд 2–3 электродов трансформатор нагреется до температуры 60 °C или даже выше, придется прекратить работу и ждать, пока обмотки остынут. Время перерыва на охлаждение будет зависеть от того, как организовано охлаждение и насколько хорош теплоотвод из катушек.

Сечение провода должно быть не менее 5–6 мм². Оптимальным считается провод сечением 6–7 мм². Это либо прямоугольная шина, либо медный обмоточный провод диаметром (без изоляции) 2,6–3 мм[21].

При недостаточном сечении возможна намотка в два провода. При использовании алюминиевого провода его сечение необходимо увеличить в 1,6–1,7 раза.

Типовая первичная обмотка любительских СТ содержит 240 витков с отводами от 165, 190 и 215 витков, т. е. через каждые 25 витков. Большее количество отводов сетевой обмотки, как показывает практика, нецелесообразно. Поскольку за счет уменьшения числа витков первичной обмотки увеличивается как мощность СТ, так и напряжение холостого хода (U_xx), это приводит к повышению напряжения горения дуги и ухудшению качества сварки. Следовательно, только изменением числа витков первичной обмотки добиться перекрытия диапазона сварочных токов без ухудшения качества сварки нельзя. Для этого необходимо предусмотреть переключение витков вторичной (сварочной) обмотки.

Помимо сечения и металла, из которого изготовлен провод, важной характеристикой является способ его изоляции. Провод может быть просто покрыт лаком, умотан в один или два слоя нитки или ткани, которые, в свою очередь, могут быть пропитаны или нет лаком. От типа изоляции сильно зависит надежность обмотки, ее максимальная температура перегрева, влагостойкость, изоляционные качества. Наилучшим вариантом является изоляция из стеклоткани, пропитанной теплостойким лаком. Наименее желательным, но самым доступным материалом являются обычные провода ПЭЛ, ПЭВ в простой лаковой изоляции. Зато такой провод наиболее распространен: его можно снять с катушек дросселей и трансформаторов отслужившего свой век оборудования. Осторожно снимая старые провода с катушек, необходимо следить за состоянием их покрытия и слегка поврежденные участки дополнительно изолировать. Хуже, когда катушки с проводом были дополнительно пропитаны лаком или закрашены. При попытке рассоединения слоев затвердевшая пропитка часто срывает и собственное лаковое покрытие провода, оголяя металл. В редких случаях при отсутствии других материалов обмотки наматывают даже монтажным проводом в хлорвиниловой изоляции. Главные недостатки таких обмоток – лишний объем изоляции и плохой теплоотвод.

Качеству укладки первичной обмотки СТ всегда следует уделять наибольшее внимание. Первичная обмотка содержит большее количество витков, чем вторичная, плотность ее намотки выше, и больше греется обычно именно она. «Первичка» находится под высоким напряжением, при ее межвитковом замыкании или пробое изоляции, например через попавшую влагу, вся обмотка быстро «сгорает». Как правило, восстановить ее без разборки всей конструкции невозможно.