Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ремонт сварочного инвертора. Нет опорного напряжения

Расчет универсальной нагрузки для диагностики сварочных аппаратов

Появление малогабаритных сварочных аппаратов(СА)инверторного типа значительно расширило парк СА. Увеличилось и количество обращений в ремонтные мастерские, связанные с ремонтом сварочных аппаратов. После ремонта любой сварочный аппарат требует испытания на соответствие своим техническим параметрам, заявленным в паспорте. К таким параметрам, прежде всего, относятся:

— напряжение холостого хода;

— минимальный сварочный ток;

— максимальный сварочный ток;

— продолжительность нагрузки ПН%;

Для определения последних трех параметров требуется мощная универсальная нагрузка, позволяющая имитировать работу СА на электрическую дугу. В качестве такой нагрузки зачастую используется балластный реостат типа РБ-315 (1) или генератор статической нагрузки фирмы TEL-WIN (2). Как известно из теории и практики электродуговой сварки (3), напряжение дуги при ручной сварке покрытыми электродами определяется формулой:

где Ud — напряжение на дуге в Вольтах, Id — ток дуги в Амперах;

В соответствии с этой формулой составляется таблица зависимости напряжений Ud от тока ld. Ручкой регулировки тока на СА выставляют требуемую минимальную или максимальную величину тока. Диагностируемый СА нагружают на балластный реостат, который с помощью имеющихся у него переключателей позволяет задавать различные сопротивления нагрузки. С помощью переключателей балластного реостата подбирают такое сопротивление нагрузки, при котором измеряемое напряжение на выходе СА и измеряемый ток нагрузки соответствовали бы имеющимся табличным значениям сварочной дуги. Таким способом можно определить реальный ток на выходе испытуемого СА. Этот процесс измерения сварочного тока требует определенных трудозатрат, так как подобрать сразу необходимое сопротивление балластного реостата, как правило, не удается.

Для упрощения процесса измерения параметров СА автор предлагает следующий универсальный имитатор нагрузки для сварочных аппаратов (далее — ИНСА).

ИНСА представляет активную нагрузку, состоящую из проволочной спирали R сопротивлением 0,04 Ом, включенной последовательно со стабилизатором напряжения (J1 20 В.

Рис. 1 Эквивалентная схема ИНСА

Как видно из эквивалентной схемы (рис.1), напряжение Ud, приложенное к зажимам этой схемы, будет соответствовать вышеприведенной формуле при произвольных значениях тока ld. Таким образом имитатор нагрузки СА будет являться эквивалентом сварочной дуги и с его помощью можно имитировать сварочный процесс без получения электродугового разряда с температурой 5000. 7000 °С и без необходимости использовать все сварочные аксессуары (защитная маска, электрод, электрододержатель).

Максимально допустимый ток стабилизатора напряжения U1 должен быть не менее максимального тока диагностируемых СА .

Рис.2. Функциональная схема ИНСА

На рис. 2 показана функциональная схема предлагаемогоимитатора нагрузки, рассчитанного на максимальный ток 300 А.

Выходные кабели испытуемого СА подключаются к зажимам IN1, IN2 имитатора нагрузки. Напряжение с выхода СА подается на диодный мост VD1 и на схему выделения напряжения А1. Диодный мост VD1, рассчитанный на максимальный ток диагностируемых сварочных аппаратов, необходим для того, чтобы имитатор нагрузки можно было использовать для испытаний СА постоянного и переменного токов. На выходе схемы выделения напряжения А1 вырабатывается напряжение 2Uvd, равное напряжению падения на двух диодах выпрямительного моста VD1. Это напряжение поступает на вход сумматора АЗ и вычитается из опорного напряжения 20 В, поступающего на второй вход сумматора. С выхода сумматора АЗ напряжение, равное (20-2Uvd), поступает на инверсный вход стабилизатора напряжения U1 (обведен пунктиром). Стабилизатор работает с последовательно включенным резистором R2. Принцип работы стабилизатора напряжения U1 аналогичен работе микросхемы TL431 — трехвыводного регулируемого параллельного стабилизатора [4]. На прямой вход стабилизатора поступает напряжение с преобразователя А2, который преобразует действующее (среднеквадратичное)значение напряжения, снимаемого с точки соединения проволочных резисторов R1 (0,04 Ом) и R2, в постоянное напряжение [5]. Посредством операционного усилителя DA1, силового транзистора VT1 и проволочного резистора R2 в точке соединения резисторов R1 и R2 поддерживается стабилизированное напряжение, равное величине (20-2Uvd) В. Номинал резистора R2 определяется максимальным значением тока ld_max из выражения: ld_max=(20-2Uvd)/(R2+Rsd), где Rsd — сопротивление открытого состояния силового MOSFET-транзистора VT1. Для ld_max=300 А значение R2=0,05 Ом.

Резистор R0 используется в качестве шунта для измерения величины тока ld. При токе величиной 300 А падение напряжения на нем равно 75 мВ. Напряжение с этого шунта подается на схему выделения действующего значения тока А4 и, далее, на регистратор тока А. Входное напряжение Ud на входе ИНСА определяется по формуле:

Поскольку величина падения напряжения на резисторе R0 не превышает 75 мВ, то последним слагаемым ldxR0 можно пренебречь. Таким образом, получаем:

То есть, напряжение Ud на входе имитатора нагрузки будет соответствовать необходимому напряжению дуги при ручной сварке.

Кроме этих узлов функциональная схема имеет блок питания А5 (DC/DC-преобразователь), формирующий напряжение питания и опорное напряжение вышеперечисленных узлов, и вентилятор FEN для охлаждения диодного моста VD1 и транзистора VT1. Таким образом, вышеописанный ИНСА будет представлять из себя конструкцию, на передней панели которой размещаются амперметр (регистратор тока) и две клеммы для подключения кабелей от диагностируемого СА. Подключение к внешнему источнику питания ИНСА не требуется — все электронные узлы, включая вентилятор охлаждения, питаются от диагностируемого сварочного аппарата. Измерение выходного тока СА будет предельно просто — нужно подключить сварочные кабели к клеммам имитатора и снять показания регистратора тока.

Основной вопрос при разработке данного имитатора — это правильное определение теплового режима элементов конструкции. Для этого в первую очередь необходимо определить максимальную мощность, выделяемую на диодном мосте VD1 и силовом транзисторе VT1.

Мощность, выделяемая на диодном мосте VD1, вычисляется по формуле:

Максимальная мощность будет выделяться при максимальном токе Id_max.

Для ld_mах=300 А И Uvd= 1,5 В (падение напряжения на одном диоде) получим Pvd_max=900 Вт.

При условии, что ток, потребляемый блоком питания А5, много меньше тока ld, мощность, выделяемая на силовом транзисторе VT1, равна

Максимальная мощность Рvt_max будет выделяться при токе ld=(20-2Uvd)/2R2=17/0,1 = 170 А и составит Рvt_mах=170х(20-2х1,5 -170×0,05)= 1445 Вт. Исходя из этих значений мощностей: Pvd_max=900BT И Pvt_max=1445 Вт Необходимо рассчитывать эффективную площадь радиатора охлаждения, на котором будут устанавливаться диоды моста VD1 и силовой транзистор VT1.

Можно отказаться от диодного моста VD1 и заменить его вторым стабилизатором напряжения U2 противоположной полярности, включенным последовательно со стабилизатором U1, как показано на рис. 3.

Рис. 3. Функциональная схема ИНСА без диодного моста

Когда напряжение, поступающее из сварочного аппарата, имеет полярность «плюс» на клемме IN1 и «минус» на клемме IN2, то работает стабилизатор U1. Второй стабилизатор блокируется диодом VD2, являющимся составной частью силового транзисторного модуля VT2. При противоположной полярности приложенного напряжения («плюс» на клемме IN2, а «минус» на клемме IN 1) работает второй (верхний на рис. 3) стабилизатор напряжения U2, а стабилизатор U1 блокируется диодом VD1. При такой функциональной схеме количество тепла, выделяемое на активных элементах схемы при ld_mах=300 А, уменьшается, поскольку в каждый полу-период тепло выделяется только на одном диоде транзисторного модуля, а не на двух диодах моста, как имело место в первой функциональной схеме с диодным мостом. Однако, максимальная мощность Pvt_max, выделяемая на силовом MOSFET-транзисторе, будет больше, чем в схеме с диодным мостом.

Если же заменить линейный стабилизатор напряжения импульсным, то можно существенно снизить рассеиваемую мощность на силовом MOSFET-транзисторе, поскольку он будет работать в ключевом режиме.

В настоящее время автором отрабатывается схема конструкции вышеописанного универсального имитатора нагрузки сварочного аппарата.

1. В.Я. Володин. Как отремонтировать сварочные аппараты своими руками. Наука и Техника,Санкт-Петербург, 2011, стр. 33, 291-293.

2. http://valvolodin.narod.ru/schems/Tecnica_141-161.pdf. Инструкция по ремонту инверторного сварочного аппарата Tecnica 141-161, стр. 10 Static load generator

3. ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004, п. 11.2.1.

4. Микросхемы для линейных источников питания и их применение. ДОДЭКА, изд. второе, 1998 г., стр. 219.

5. Пейтон, Волш. Аналоговая электроника на операционных усилителях. БИНОМ, Москва,

Автор: Александр Бегиев ( г. Волжский, Волгоградская обл.)

Мнения читателей
  • Эдуард Орлов / 19.10.2020 — 00:20

Приветствую. Хочу внести и свои пять копеек, совсем недавно собрал нагрузку для сварочных аппаратов постоянного тока, ознакомиться с конструкцией можно тут https://hommad.ru/samodelnaya-nagruzka-dlya-svarochnogo-apparata.html

Kabayan / 28.06.2015 — 14:10

Super inoramftive writing; keep it up.

Avo / 10.08.2014 — 07:33

Всё уже давно умными людьми написано. Многократно печаталось и «сдиралось»перепечатав. Но как у многих руки росли из мест на чём сидят , так всё и продолжается. К сожалению. Может даже и хуже ! Настоящие специалисты как всегда «на вес золота » !

боря / 25.07.2014 — 22:00

хорошими руками и головой сварщику не до того, ему работы всегда сильно много. на игрушки в рабочее время его не хватает. причём люди они технически продвинутые , это я без трёпа постоянно общаюсь с ними в обычной жизни и по работе.

Сергей / 09.05.2014 — 06:35

Человек даже с небольшим опытом, сразу определит качество сварочного аппарата . Проблема в том, что все больше человеков у которых руки из места на котором сидят ростут .

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Как угробить сварочный аппарат.

Как угробить сварочный аппарат.

Как бы ни была прочна техника, и как бы долго инженеры не ломали головы в лабораториях НИОКР, над тем как продлить срок службы источников, у сварщика всегда есть возможность для неверной эксплуатации аппарата, при которой все усилия разработчиков сводятся к нулю.

В данной статье речь пойдет о причинах выхода из строя инверторных сварочных аппаратов. В первой части вы ознакомитесь с конкретными условиями возникновения поломок, во второй части коснёмся устройства инверторов и влияния неблагоприятных условий на их работоспособность.

Для инверторной сварочной техники ахиллесовой пятой являются нештатные параметры питающей сети – которые могут угробить любой инвертор в очень сжатые сроки.

На практике поломки могут возникать в следующих случаях:
  • Дефицит мощности;
  • Неверный подбор генератора;
  • Недостаточное сечение удлинителей.

Недостаточная мощность источника питания сварочного аппарата. Скачки напряжения в сети. Если на Ваш гаражный бокс приходит 3 кВт электрической мощности, а инвертор требует 5 или 6 кВт, — аппарат рано или поздно выйдет из строя. Допустим, что в вашем гаражном кооперативе из 20 боксов — установлен трансформатор на 25 кВА или 20 кВт. Это значит, что на каждый из гаражей приходится по 1 кВт выделенной мощности. Даже если представить, что половина гаражей необитаема, а владельцы второй половины редко появляются в гаражах одновременно, — 20 кВт это очень немного. Представим, что киловатт энергии уходит на освещение, ещё 6 киловатт пара соседей тратит на обогрев с помощью ТЭНов, трое автовладельцев используют болгарки (6кВт) и один решил достать с антресолей сварочный трансформатор (4 кВт (TELWIN NORDIKA 3250)), чтобы подготовить заборные столбы к установке на любимой даче. Получается, что 6 гаражей потребляют 17 кВт энергии, и если Вам необходимо запитать сварочный инвертор мощностью 5-6 кВт, то мощности ему будет явно не хватать.

Читать еще:  Как варить инвертором тонкий металл – наши советы

Неверный подбор генератора так же может быть причиной поломки сварочного инвертора. При использовании источников автономного энергоснабжения следует уточнить у производителя сварочного источника электростанция какой мощности необходима для работы. Приобретать генератор с меньшей мощностью в сравнении с рекомендованной, в надежде на работу на малых токах — не стоит. Переходные режимы при поджиге дуги и даже включении аппарата в сеть могут привести как к поломке сварочного источника, так и защитному отключению слабенького генератора.

Использование удлинителей недостаточного сечения. При работе на большом удалении от розетки, не избежать применения удлинителей.

Увеличение протяжённости питающего кабеля и неверный подбор сечения – приводят к падению мощности и снижению напряжения на удлинителе. Чем длиннее Вы используете переноску, тем толще должны быть жилы кабеля. Для того, чтобы работа аппарата была стабильной, необходимо, чтобы сечение кабеля питания и удлинителя до 10 м совпадали. Если переноска длиннее 10м – сечение кабеля должно быть большим чем питающий кабель аппарата. В интернете есть множество ресурсов, которые позволяют рассчитать сечение кабеля по длине и нагрузке, рекомендуем использовать данные ресурсы до момента подключения аппарата.

Ни в коем случае нельзя использовать кабели сечением 0.75мм2, а так же пользоваться переносками на смотанных катушках. Оба эти варианта могут вывести аппарат из строя.

Нужно разделять понятия стабильно пониженного значения напряжения питающей сети, — тесты на которое всё оборудование проходит при тестировании, от нестабильной сети, напряжение которой «гуляет» в широком диапазоне. Если с пониженными параметрами инверторы научились справляться, то со скачками и провалами напряжения дело обстоит печально.

Для того, чтобы понять, как скачки и провалы связанные с мощностью первичного источника – питающей сети или генератора, уничтожают инвертор — разберёмся как работает сварочный аппарат.

Одним из основных узлов инверторного ММА-аппарата является силовая часть или блок инвертора в состав которого входят несколько силовых транзисторов. Транзисторы управляются опорным генератором который, по определённому алгоритму, с частотой в несколько десятков килогерц открывает и закрывает транзисторные «ключи».

Частота работы инвертора в штатном режиме обычно не меняется (за исключением работы в режиме VRD), изменяется лишь длительность открытого состояния транзисторов, — именно на данном эффекте построен способ управления который называется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).

Современный сварочный инвертор стремится поддерживать мощность источника на заданном уровне, (P = U x I) соответственно для стабильной работы аппарату необходимо постоянно отслеживать пропорции токов и напряжений с помощью так называемых «обратных связей». Под воздействием внешних дестабилизирующих факторов: например, при изменении длины дуги – транзисторы меняют значения тока, для того, чтобы поддержать стабильность сварочного процесса. Питающее напряжение, а точнее его скачки или провалы – так же является важным дестабилизирующим фактором. Для того, чтобы поддержать требуемое значение мощности инвертору, при падении или скачке питающего напряжения приходится резко увеличивать или сбрасывать ток.

Для того, чтобы мощность аппарата оставалась стабильной опорному генератору приходится многократно перезапускать транзисторы. Основной опасностью для инверторного блока сварочного аппарата являются не сами нештатные параметры питающей сети, а процесс многократного перезапуска транзисторов, который возникает в переходные периоды, например, при попытке поджига дуги. Инвертор включенный в нестабильную сеть, в момент касания электрода детали (КЗ) — начинает потреблять мощность, обеспечить которую питающая сеть просто не в силах. Цепи обратной связи сварочного аппарата дают команду на аварийную остановку транзисторов. Как только транзисторы отключаются, – напряжение в сети возрастает и цепи обратной связи пытаются запустить инвертор по новой: инверторный блок начинает потреблять мощность, обеспечить которую сеть не может, что приводит к аварийному отключению. Аппарат попадает в замкнутый круг перезапусков которые происходят очень быстро и сопровождаются выделением тепла. Это тепло приводит к разогреву транзисторов и, со временем, провоцирует выгорание силовых компонентов.

Ещё один момент. Поскольку работа транзисторов инвертора идёт на очень большой частоте (60 кГц) – сварщик может не замечать проблем с процессом работы. Постоянные перезапуски силовой электроники не очень заметны сварщику. У владельца инвертора, который работает в условиях нестабильной сети, может создаваться ощущение, что процесс идёт штатно: дуга горит, ванна достаточно жидкая и процесс в целом – вполне управляем. Однако, это не значит, что аппарат работает штатно и транзисторы в процессе перезапусков не перегреваются.

Процесс разогрева протекает достаточно быстро. Бывает, что после двух-трёх дней работы в условиях плохой сети, аппарат выходит из строя. Впрочем, бывали примеры, когда инвертор сгорал уже на втором электроде. Транзисторы нагреваются настолько быстро, что термозащита, установленная на радиаторах аппарата не успевает сработать.

В общем, при включении сварочного аппарата в розетку, следует убедиться, что мощности источника питания будет достаточно для стабильной работы аппарата, а сечение проводки и удлинителей соответствует нагрузке. Тогда, инвертору гарантирована долгая и счастливая жизнь. Перед включением аппарата в розетку проверьте вводной кабель вашего щитка. Чем он толще, тем больше шансов у Вашего инвертора служить Вам верой и правдой долгие годы.

Бережное и внимательное отношение к инверторам, значительно продлевает срок их службы.

Смотрите данную статью в видео-ролике:

Ремонт инверторных сварочных аппаратов своими руками

Разница между старым сварочным трансформатором и новым инверторным сварочником примерно такая же, как между первыми автомобилями «Даймлер Бенц» и современным «Мерседесом». Инвертор значительно легче своего неподъемного предшественника, имеет встроенные функции, о которых ранее можно было только мечтать, например, возможность контроля величины сварочного тока или функция предотвращения залипания электрода. Но у великолепно задуманной идеи есть существенный недостаток – электронная начинка выходит из строя значительно чаще, чем у «старичков», а ремонт инверторных сварочных аппаратов требует немалых знаний и навыков. Любая попытка отремонтировать оборудование вслепую, без подготовки, чревата пожаром или даже травмой.

Как правильно организовать ремонт сварочного инвертора

Разумеется, ситуации, когда электронный сварочный аппарат сгорает, как свечка, и не подлежит дальнейшему ремонту, случаются крайне редко. На практике ремонт сварочного аппарата может оказаться намного проще, чем казалось в первый момент. В 90% случаев из строя выходят силовые цепи, в 50% — чувствительные управляющие элементы схемы. Но чтобы выполнять ремонт инверторных сварочных аппаратов своими руками, мало одного желания, как минимум, потребуется следующее оборудование:

  • Цифровой тестер или мультиметр, все равно какой, можно с функцией проверки транзисторов;
  • Паяльная станция, можно самодельная, но обязательно с регулируемым по температуре феном и исправным низковольтным паяльником;
  • Нагрузочный реостат.

Кроме перечисленного, для работы может потребоваться шприц для откачки припоя, кисточка, спирт, лупа, сильный фонарик, лампа накаливания с проводами, ну и, конечно, справочники для заказа запасных частей.

Не факт, что осциллограф потребуется для ремонта сварочного аппарата своими руками, но в особо сложных случаях без него просто не обойтись.

Восстанавливаем сварочный инвертор, полный курс выживания

Перед тем как раскрывать аппарат и вникать в детали поломки, необходимо выяснить у сварщика две основные подробности. Во-первых, необходимо выяснить, как и в каких условиях произошла поломка сварочного инвертора, и во-вторых, были ли попытки выполнить ремонт другими специалистами.

Проблема заключается в том, что «любители» нередко заменяют заводские детали первыми попавшимися под руку компонентами. Без схемы восстановить номинал и марку детали, что крайне важно для качественного ремонта сварочного аппарата, очень сложно.

Процесс восстановления сварочного аппарата выполняется в три этапа:

  1. Разборка устройства и осмотр внутренних повреждений;
  2. Последовательная диагностика и устранение выявленных проблем;
  3. Испытание и проверка работоспособности сварочного аппарата не на искру, как делает большинство любителей, а на балластный реостат большой мощности.

Нередко любительский ремонт сварочных аппаратов заканчивается проверкой, зажигается дуга или нет. Использование реостата позволяет проверить один из основных параметров работоспособности сварочного инвертора – способность к регулировке и подстройке сварочного тока под нагрузкой.

Перед тем как приступать к ремонту, нужно разобраться и выяснить для себя, как устроен аппарат, и в чем особенности его работы. Например, посмотреть типовую схему или блок схему, тогда станет понятно, что и где находится на плате.

Этап первый, определяем проблемы внешним осмотром платы

Чтобы получить доступ к внутренней начинке сварочного агрегата, необходимо освободить электронную плату от корпуса и сетевого шнура.

Для разборки нужно снять два-четыре винтовых или саморезных крепления корпуса и вытащить из и соединительных фишек провода. Для ремонта остается голая плата, утыканная электронными деталями. Первым делом осматриваем ее, стараемся выявлять критические для ремонта сгоревшие или поврежденные элементы, подгоревшие дорожки платы, черные резисторы и раздувшиеся конденсаторы.

В подавляющем большинстве случаев выходят из строя и подлежат ремонту следующие элементы платы сварочного аппарата:

  • Балластное мощное сопротивление, разряжающее конденсаторы в силовом блоке схемы. Если питающий блок исправен, то при попытке включить сварочный аппарат конденсаторы моментально наберут немаленькую емкость и напряжение под 300В. Если в ходе ремонта, при отсутствии резистора, включить аппарат сварочный и случайно коснуться руками клемм, получите крайне болезненный удар током, почти как электрошоком;
  • Полевые транзисторы-ключи. Их легко найти, они всегда установлены на массивных алюминиевых радиаторах. Если сгорело сопротивление, почти всегда требуется ремонт и замена как минимум одного из транзисторов;
  • Если не регулируется сварочный ток, то, скорее всего, потребуется ремонт драйвера, одного из его каналов или операционного усилителя, входящего в схему управления.

Разумеется, приведенный перечень для ремонта является наиболее распространенным, но не исчерпывающим. Например, может сгореть термодатчик, следящий за перегревом сварочного аппарата, токовый трансформатор, работающий в паре с операционником, элементы входного диодного моста и многое другое. Поэтому ремонт сварочного аппарата необходимо начинать с прозвонки элементов по цепи.

Второй этап ремонта, проверяем цепи прозвонкой

В ходе ремонта нужно проверить самые нагруженные элементы платы. Переворачиваем ее тыльной стороной кверху и острыми щупами тестера, продираясь сквозь слой защитного лака, проверяем наличие короткого замыкания. Первоначально проверим, не пробит ли выпрямительный диодный мост на выходе. Ремонт диодов — довольно редкая вещь, если внутрь сварочного аппарата не попала вода или не произошло КЗ на шнуре. Аналогично меряем мост на входе.

После блока питания переходим к самым ответственным местам силовой части схемы. Это пара мощных конденсаторов и ключи на полевых транзисторах. Для ремонта необходимо установить наличие сопротивления между коллектором и эмиттером, или правильнее – переходы сток-сток, сток-затвор. В 99% случаев полевые транзисторы выходят из строя первыми, как результат — короткое замыкание между коллектором и стоком.

Кроме них, вторым кандидатом на ремонт и замену является драйвер платы сварочного аппарата. Но для его ремонта потребуются очень серьезные навыки и знания. Поэтому, если после замены транзисторов будут определены неисправности в каналах драйвера, лучше поручить его ремонт более квалифицированному специалисту.

Читать еще:  Термитная сварка электрохимической защиты трубопроводов

Как проверить целостность драйвера

Забегая вперед, можно сказать, что после демонтажа ключей или полевых транзисторов потребность в ремонте драйвера первоначально определяют по состоянию опорных резисторов, соединяющих канал драйвера с затвором полевого транзистора — ключа. Для этого просто пальцем по плате проследим дорожку от места затвора до первого резистора. Проверяем его на обрыв, если сопротивления резисторов в каждом канале примерно совпадают, то на 99% можно считать, что устройство управления в рабочем состоянии.

В противном случае для ремонта сварочного аппарата придется обращаться к специалисту.

Простейший ремонт сварочного аппарата

Для ремонта агрегата потребуется снять старые транзисторы и заменить их новыми деталями. Каждый ключ крепится к массивному алюминиевому радиатору болтиком. После снятия болтов выворачивают саморезы крепления радиаторов. Для ремонта потребуется аккуратно выпаять полевой транзистор с помощью фена паяльной станции, делается это с максимальной осторожностью, чтобы не повредить дорожки и навесной монтаж. При выпаивании транзистор должен выйти без усилия, в противном случае поднимутся дорожки, и стоимость ремонта сварочного аппарата может подскочить в несколько раз. Место выпайки нужно освободить от припоя с помощью груши или шприца и очистить от пригорелого лака.

Перед установкой новых полевых транзисторов – ключей нужно выполнить ремонт балластного сопротивления. Вместо старого резистора, впаиваем новую деталь на 47 Ом, 10 Вт. Кроме того, прозваниваем конденсаторы и супрессоры, установленные по схеме на дорожках полевиков.

Чтобы продолжить ремонт, необходимо проверить форму и размер сигнала, приходящего по каждому каналу драйвера на затворы своего ключа — полевого транзистора. Перед тем как подключить осциллограф, между стоком и затвором рекомендуется выполнить навеску в виде конденсатора в несколько сот пикофарад, тем самым имитируется емкость затвора транзистора. Такой способ позволяет в ходе восстановления платы сварочного аппарата оптимальным образом нагрузить каждый канал драйвера, поэтому сигнал приходит в том виде, в котором он существует в реальных условиях при проведении сварочных работ.

После напайки конденсаторов подключаются щупы осциллографа, и включается питание платы сварочного аппарата.

Форма сигнала подтверждает, что ремонт выполнен правильно, на затворы транзисторов приходит сигнал от драйвера нужной формы и величины.

Осталось только закрепить новые полевые транзисторы с нанесенной теплоотводящей пастой на алюминиевых радиаторах. Радиаторы устанавливаются на плату, а ножки транзисторов поочередно запаиваются. Восстановление сварочного аппарата практически закончено, осталось только испытать устройство.

Заключение

Для этого подключаем к выводным контактам платы сварочного аппарата лампу на 40 Вт и включаем ее, если лампа загорелась вполнакала, значит, восстановление выходных цепей выполнено успешно. Чтобы удостовериться в полной работоспособности аппарата, к муфтам сварочных шлангов подключают реостат и тестером измеряют напряжение на выходных клеммах. Если поворотом ручки напряжение на клеммах муфты плавно меняется от 60 В до 10 В, значит, аппарат полностью исправен, в противном случае нужно менять операционный усилитель в цепи регулировки.

Сварочный инвертор не включается. Ремонт своими руками. Схема

Всем привет. На днях в ремонт приносили сварочный инвертор, возможно моя заметка об этом ремонте кому то будет полезной.

Это уже не первый сварочный аппарат который пришлось делать, но если в одном случае неисправность проявилась так: Включил инвертор в сеть… и бабах, выбило автоматы защиты в электро щитке. Как показало вскрытие в сварочнике пробило выходные транзисторы, после замены всё заработало.

Но в этом случае всё было несколько иначе, со слов хозяина аппарат временами переставал варить хотя индикатор включения светился. Эти ребята сами вскрыли корпус – пытались определить неисправность и заметили, что инвертор реагировал на изгибание платы т.е. при её изгибе мог заработать. Но когда сварочный инвертор попал ко мне, он уже не включался вообще, даже индикатор включения не светился.

Сварочный инвертор не включается

“Титан – БИС – 2300”- именно эта модель инвертора поступила в ремонт, схемотехника повторяет сварочный аппарат аналогичной мощности “Ресанта” и как я предполагаю ещё многие другие инверторы. Посмотреть и скачать схему можно здесь.

В этом сварочном аппарате для питания низковольтных цепей применяется импульсный блок питания, как раз он и был неисправен. ИБП выполнен на ШИМ контролере UC 3842BN. Аналоги – отечественный 1114ЕУ7, Импортные UC3842AN отличается от BN только меньшим потребляемым током, и КА3842BN (AN). Схема ИБП ниже. (Кликните по ней для увеличения) Красным отмечены напряжения которые выдавал уже рабочий ИБП. Обратите внимание на то, что измерять напряжения 25V нужно не относительно общего минуса, а именно с точек V1+,V1- и также V2+,V2- они не связанны с общей шиной.

Ключ ИБП выполнен на транзисторе, полевик 4N90C. В моём случае транзистор остался целым, а вот микросхема потребовала замены. Также был в обрыве резистор R 010 – 22 Om/1Wt. После этого блок питания заработал.

Однако радоваться было рано, замерив напряжение на выходе сварочника, оказалось что его нет, а в режиме холостого хода должно быть примерно 85 вольт. Попробовал пошевелить плату, помните со слов хозяина это влияло, но ничего.

Дальнейшие поиски выявили отсутствие одного из напряжений 25 вольт в точках V2-,V2+. Причина, обрыв в трансформаторе обмотки 1-2. Пришлось выпаивать транс, использовал медицинскую иглу для освобождения выводов.

В трансформаторе один из концов обмотки был оборван от вывода.

Аккуратно восстанавливаем соединение используя подходящий проводок, восстановленное соединение не будет лишним зафиксировать капелькой клея или герметика. У меня под руками оказался полиуретановый клей им и воспользовался, делаем ревизию других выводов, если необходимо пропаиваем.

Перед установкой трансформатора следует подготовить плату, чтобы он без усилий вошёл в своё место. Для этого нужно очистить от остатков припоя отверстия, сделать это можно так же иглой от шприца подходящего диаметра.

После установки трансформатора сварочный инвертор заработал.

Как проверить микросхему

Как проверить микросхему не выпаивая её из платы и на что ещё обратить внимание.

Частично проверить микросхему можно при наличии вольтметра и регулируемого стабилизированного источника постоянного напряжения. Для полной проверки нужны генератор сигналов и осциллограф.

Поговорим о том, что проще. Перед проверкой обязательно выключите инвертор от сети питания. Далее – от внешнего регулируемого блока питания на вывод 7 микросхемы подаём напряжение 16 – 17 вольт, это напряжение запуска МС. При этом на выводе 8 должно быть 5 В. это опорное напряжение от внутреннего стабилизатора микросхемы.

Оно должно оставаться стабильным при изменении напряжения на 7 выводе. Если это не так МС неисправна.

Изменяя напряжение на микросхеме имейте в виду, что ниже 10 В микросхема отключается, и включится при 15-17 вольт. Не следует повышать напряжение питания МС выше 34 В Внутри микросхемы стоит защитный стабилитрон и при сильно завышенном напряжении его просто пробьёт.

Ниже приведена структурная схема UC3842.

Дополнение к этой статье: Через некоторое время принесли ещё один аппарат. Вышел из строя из за падения на бок. Это произошло потому, что за время работы винты скрепляющие корпус разболтались, а некоторые просто потерялись, поэтому при падении плата сыграла и коснулась корпуса монтажной стороной В результате замыкания вышли из строя все 4 выходных транзистора K 30N60HS Аналоги G30N60A4D, G40N60UFD. После замены всё заработало.

На этом всё! Если нашли полезной эту статью, оставляйте Ваши комментарии, делитесь с друзьями нажав на кнопки соцсетей.

Сварочный инвертор своими руками

Вашему вниманию представлена схема сварочного инвертора, который вы можете собрать своими руками. Максимальный потребляемый ток — 32 ампера, 220 вольт. Ток сварки — около 250 ампер, что позволяет без проблем варить электродом 5-кой, длина дуги 1 см, переходящим больше 1 см в низкотемпературную плазму. КПД источника на уровне магазинных, а может и лучше (имеется в виду инверторные).

На рисунке 1 приведена схема блока питания для сварочного.


Рис.1 Принципиальная схема блока питания

Трансформатор намотан на феррите Ш7х7 или 8х8
Первичка имеет 100 витков провода ПЭВ 0.3мм
Вторичка 2 имеет 15 витков провода ПЭВ 1мм
Вторичка 3 имеет 15 витков ПЭВ 0.2мм
Вторичка 4 и 5 по 20 витков провода ПЭВ 0.35мм
Все обмотки необходимо мотать во всю ширину каркаса, это дает ощутимо более стабильное напряжение.


Рис.2 Принципиальная схема сварочного инвертора

На рисунке 2 — схема сварочника. Частота — 41 кГц, но можно попробовать и 55 кГц. Трансформатор на 55кгц тогда 9 витков на 3 витка, для увеличения ПВ трансформатора.

Трансформатор на 41кгц — два комплекта Ш20х28 2000нм, зазор 0.05мм, газета прокладка, 12вит х 4вит, 10кв мм х 30 кв мм, медной лентой (жесть) в бумаге. Обмотки трансформатора сделаны из медной жести толщиной 0.25 мм шириной 40мм обернутые для изоляции в бумагу от кассового аппарата. Вторичка делается из трех слоев жести (бутерброд) разделенных между собой фторопластовой лентой, для изоляции между собой, для лучшей проводимости высоко- частотных токов, контактные концы вторички на выходе трансформатора спаяны вместе.

Дроссель L2 намотан на сердечнике Ш20х28, феррит 2000нм, 5 витков, 25 кв.мм, зазор 0.15 — 0.5мм (два слоя бумаги от принтера). Токовый трансформатор – датчик тока два кольца К30х18х7 первичка продетый провод через кольцо, вторичка 85 витков провод толщиной 0.5мм.

Сборка сварочного

Намотка трансформатора

Намотку трансформатора нужно делать с помощью медной жести толщиной 0.3мм и шириной 40мм, ее нужно обернуть термобумагой от кассового аппарата толщиной 0.05мм, эта бумага прочная и не так рвется как обычная при намотке трансформатора.

Вы скажите, а почему не намотать обычным толстым проводом, а нельзя потому что этот трансформатор работает на высокочастотных токах и эти токи вытесняются на поверхность проводника и середину толстого провода не задействует, что приводит к нагреву, называется это явление Скин эффект!

И с ним надо бороться, просто надо делать проводник с большой поверхностью, вот тонкая медная жесть этим и обладает она имеет большую поверхность по которой идет ток, а вторичная обмотка должна состоять из бутерброда трех медных лент разделенных фторопластовой пленкой, она тоньше и обернуты все эти слои в термобумагу. Эта бумага обладает свойством темнеть при нагреве, нам это не надо и плохо, от этого не будет пускай так и останется главное, что не рвется.

Можно намотать обмотки проводом ПЭВ сечением 0.5…0.7мм состоящих из нескольких десятков жил, но это хуже, так как провода круглые и состыкуются между собой с воздушными зазорами, которые замедляют теплообмен и имеют меньшую общую площадь сечения проводов вместе взятых в сравнении с жестью на 30%, которая может влезть окна ферритового сердечника.

Читать еще:  Особенности сварочного инвертора Ресанта САИ 220

У трансформатора греется не феррит, а обмотка поэтому нужно следовать этим рекомендациям.

Трансформатор и вся конструкция должны обдуваться внутри корпуса вентилятором на 220 вольт 0.13 ампера или больше.

Конструкция

Для охлаждения всех мощных компонентов хорошо использовать радиаторы с вентиляторами от старых компьютеров Pentium 4 и Athlon 64. Мне эти радиаторы достались из компьютерного магазина делающего модернизацию, всего по 3…4$ за штуку.

Силовой косой мост нужно делать на двух таких радиаторах, верхняя часть моста на одном, нижняя часть на другом. Прикрутить на эти радиаторы диоды моста HFA30 и HFA25 через слюдяную прокладку. IRG4PC50W нужно прикручивать без слюды через теплопроводящую пасту КТП8.

Выводы диодов и транзисторов нужно прикрутить на встречу друг другу на обоих радиаторах, а между выводами и двумя радиаторами вставить плату, соединяющею цепи питания 300вольт с деталями моста.

На схеме не указано нужно на эту плату в питание 300V припаять 12…14 штук конденсаторов по 0.15мк 630 вольт. Это нужно, чтобы выбросы трансформатора уходили в цепь питания, ликвидируя резонансные выбросы тока силовых ключей от трансформатора.

Остальная часть моста соединяется между собой навесным монтажом проводниками не большой длины.

Ещё на схеме показаны снабберы, в них есть конденсаторы С15 С16 они должны быть марки К78-2 или СВВ-81. Всякий мусор туда ставить нельзя, так как снабберы выполняют важную роль:
первая — они глушат резонансные выбросы трансформатора
вторая — они значительно уменьшают потери IGBT при выключении так как IGBT открываются быстро, а вот закрываются гораздо медленнее и во время закрытия емкость С15 и С16 заряжается через диод VD32 VD31 дольше чем время закрытия IGBT, то есть этот снаббер перехватывает всю мощь на себя не давая выделяться теплу на ключе IGBT в три раза чем было бы без него.
Когда IGBT быстро открываются, то через резисторы R24 R25 снабберы плавно разряжаются и основная мощь выделяется на этих резисторах.

Настройка

Подать питание на ШИМ 15вольт и хотя бы на один вентилятор для разряда емкости С6 контролирующую время срабатывания реле.

Реле К1 нужно для замыкания резистора R11, после того, когда зарядятся конденсаторы С9…12 через резистор R11 который уменьшает всплеск тока при включении сварочного в сеть 220вольт.

Без резистора R11 на прямую, при включении получился бы большой БАХ во время зарядки емкости 3000мк 400V, для этого эта мера и нужна.

Проверить срабатывание реле замыкающие резистор R11 через 2…10 секунд после подачи питания на плату ШИМ.

Проверить плату ШИМ на присутствие прямоугольных импульсов идущих к оптронам HCPL3120 после срабатывания обоих реле К1 и К2.

Ширина импульсов должна быть шириной относительно нулевой паузе 44% нулевая 66%

Проверить драйвера на оптронах и усилителях ведущих прямоугольный сигнал амплитудой 15вольт убедится в том, что напряжение на IGBT затворах не превышает 16вольт.

Подать питание 15 Вольт на мост для проверки его работы на правильность изготовления моста.

Ток потребления при этом не должен превышать 100мА на холостом ходу.

Убедится в правильной фразировке обмоток силового трансформатора и трансформатора тока с помощью двух лучевого осциллографа .

Один луч осциллографа на первичке, второй на вторичке, чтобы фазы импульсов были одинаковые, разница только в напряжении обмоток.

Подать на мост питание от силовых конденсаторов С9…С12 через лампочку 220вольт 150..200ватт предварительно установив частоту ШИМ 55кГц подключить осциллограф на коллектор эмиттер нижнего IGBT транзистора посмотреть на форму сигнала, чтобы не было всплесков напряжения выше 330 вольт как обычно.

Начать понижать тактовую частоту ШИМ до появления на нижнем ключе IGBT маленького загиба говорящем о перенасыщении трансформатора, записать эту частоту на которой произошел загиб поделить ее на 2 и результат прибавить к частоте перенасыщения, например перенасыщение 30кГц делим на 2 = 15 и 30+15=45, 45 это и есть рабочая частота трансформатора и ШИМа.

Ток потребления моста должен быть около 150ма и лампочка должна еле светиться, если она светится очень ярко, это говорит о пробое обмоток трансформатора или не правильно собранном мосте.

Подключить к выходу сварочного провода длиной не мене 2 метров для создания добавочной индуктивности выхода.

Подать питание на мост уже через чайник 2200ватт, а на лампочку установить силу тока на ШИМ минимум R3 ближе к резистору R5, замкнуть выход сварочного проконтролировать напряжение на нижнем ключе моста, чтобы было не более 360вольт по осциллографу, при этом не должно быть ни какого шума от трансформатора. Если он есть — убедиться в правильной фазировке трансформатора -датчика тока пропустить провод в обратную сторону через кольцо.

Если шум остался, то нужно расположить плату ШИМ и драйвера на оптронах подальше от источников помех в основном силовой трансформатор и дроссель L2 и силовые проводники.

Еще при сборке моста драйвера нужно устанавливать рядом с радиаторами моста над IGBT транзисторами и не ближе к резисторам R24 R25 на 3 сантиметра. Соединения выхода драйвера и затвора IGBT должны быть короткие. Проводники идущие от ШИМ к оптронам не должны проходить рядом с источниками помех и должны быть как можно короче.

Все сигнальные провода от токового трансформатора и идущие к оптронам от ШИМ должны быть скрученные, чтобы понизить уровень помех и должны быть как можно короче.

Дальше начинаем повышать ток сварочного с помощью резистора R3 ближе к резистору R4 выход сварочного замкнут на ключе нижнего IGBT, ширина импульса чуть увеличивается, что свидетельствует о работе ШИМ. Ток больше — ширина больше, ток меньше — ширина меньше.

Ни какого шума быть не должно иначе выйдут из строя IGBT.

Добавлять ток и слушать, смотреть осциллограф на превышение напряжения нижнего ключа, чтобы не выше 500вольт, максимум 550 вольт в выбросе, но обычно 340 вольт.

Дойти до тока, где ширина резко становиться максимальной говорящим, что чайник не может дать максимальный ток.

Все, теперь на прямую без чайника идем от минимума до максимума, смотреть осциллограф и слушать, чтобы было тихо. Дойти до максимального тока, ширина должна увеличиться, выбросы в норме, не более 340вольт обычно.

Начинать варить, в начале 10 секунд. Проверяем радиаторы, потом 20 секунд, тоже холодные и 1 минуту трансформатор теплый, спалить 2 длинных электрода 4мм трансформатор горечеватый

Радиаторы диодов 150ebu02 заметно нагрелись после трех электродов, варить уже тяжело, человек устает, хотя варится классно, трансформатор горяченький, да и так уже не кто не варит. Вентилятор, через 2 минуты трансформатор доводит до теплого состояния и можно варить снова до опупения.

Ниже вы можете скачать печатные платы в формате LAY и др. файлы

Евгений Родиков (evgen100777 [собака] rambler.ru). По всем возникшим вопросам при сборке сварочника пишите на E-Mail.

Основные неисправности инверторов и методы их устранения

Сварочный аппарат часто встречается в домашних мастерских — для личного использования его приобретают даже новички: этот вид техники удобнее, чем трансформатор или выпрямитель.

Пользователи сварочного оборудования отмечают следующие преимущества:

  • доступность — приобрести инвертор можно в каждом магазине строительной техники;
  • мобильность — самый тяжелый агрегат весит не более 10 килограммов, что упрощает транспортировку инвертора;
  • универсальность — подходит для обработки любых металлов;
  • малотребовательность — для сварки электродом 3 мм достаточно напряжения 170 В;
  • простота эксплуатации — новички предпочитают работать с инвертором благодаря устойчивой рабочей дуге: сварочный шов получается ровным и аккуратным.

Причины поломок

Инверторы, как и любое оборудование, могут выйти из строя. Большинство поломок происходят из-за неправильно выбранного сварочного режима, выхода из строя некоторых электронных элементов или попадания пыли и посторонних частиц в корпус блока питания.

Зная типовые поломки, вы легко определите и устраните неисправность — чаще всего диагностика и домашний ремонт сварочного оборудования не вызывают трудностей.

Основные неисправности и пути их решения:

  • Дуга горит нестабильно, материал электрода неконтролируемо разбрызгивается. Скорее всего вы выбрали неподходящую силу тока: на каждый миллиметр электрода должно приходиться от 20 до 40 ампер.
  • Сварка прилипает к металлу — недостаточно напряжения. Замерьте напряжение в сети и не забудьте очистить клеммы инвертора.
  • Нет дуги при включенной аппаратуре — силовые кабели повреждены или перегреты.
  • Аварийное отключение — скорее всего сработала защита от короткого замыкания. Проверьте элементы силовой цепи сварочного оборудования — скорее всего, какой-то из них вышел из строя и требует замены.
  • Большое энергопотребление при холостом ходе — возникает из-за замыкания витков на токопроводящих катушках. Проблема устраняется полной перемоткой катушек и наложением дополнительных слоев изоляции.
  • Отключение аппарата через одинаковые промежутки времени характерно для чрезмерно перегревающихся моделей. Если инвертор внезапно выключился, дайте ему остыть в течение 30–40 минут, прежде чем продолжать работу.
  • Блок питания при работе издает посторонние звуки. Необходимо проверить и затянуть в случае ослабления болты, которые стягивают элементы магнитопровода. Если проблема заключается не в этом — проверьте крепеж сердечника или замыкание между кабелями.

Важно! Если из корпуса инвертора идет густой белый дым — не пытайтесь выполнить самостоятельный ремонт, сразу несите оборудование в сервисный центр.

Ремонт в домашних условиях

Чтобы установить причину поломки, проведите визуальный осмотр всех узлов сварочного аппарата, тщательно зачистите окислившиеся контакты с помощью щетки и растворителя. Внимательно изучите инструкцию: возможно, там уже указана типовая неисправность этой модели.

В первую очередь, выходят из строя:

  • транзисторы;
  • диодный мост;
  • система охлаждения.

Их неисправность устанавливается по существенному изменению геометрии.

В таком случае весь ремонт сводится к замене элементов с помощью паяльника. В работе вам также пригодится дополнительное оборудование — мультиметр, вольтметр и осциллограф.

Если по окончании первичных ремонтных работ сварочный инвертор не включается, переходите к более глубокой диагностике — проверьте блоки питания, управления а также силовой блок.

  • При возникновении неисправности необходимо немедленно отключить прибор от электросети, дать ему остыть и только после этого снимать кожух.
  • Диагностику начинайте с малого — нередки случаи, когда ремонт инвертора заключается в простейшей замене деталей или пропайке контактов.
  • Для проверки транзисторов используйте мультиметры, вольтметры и осциллографы.
  • Заменив электротехнические элементы, проверьте печатные проводники.
  • Не забудьте об обслуживании разъемов после работы с дорожками.
  • Проверяйте диодные мосты: они нечасто выходят из строя, но это лишним не будет.
  • Если в процессе поиска неисправностей вы дошли до проверки плат и пультов управления, обязательно используйте высокоразрешающий осциллограф.

Если вы провели все диагностики и проверки, но обнаружить поломку так и не удалось — рекомендуем прекратить поиски проблемы и обратиться специализированные мастерские по ремонту сварочного оборудования.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector