Как выполняется ремонт сварочных инверторов своими руками?

Оглавление:

Общие сведения об инверторах
Конструкция инверторов
Блоки управления и защиты
Причины выхода из строя инверторов
Основные виды неисправностей
Общий порядок ремонта сварочных инверторов
Ремонт силового блока инвертора
Необходимый инструмент

Сварка инверторным способом сегодня нашла широкое применение. При всей надежности инверторов нередки случаи выхода их из строя по разным причинам. В таких моментах остро встает вопрос о том, как произвести ремонт сварочного инвертора своими руками.

Устройство сварочного инвертора.

Сам ремонт сварочных инверторов не является большой проблемой. Для его проведения надо знать конструкцию аппарата и основные принципы ремонта оборудования такого типа. При ремонте потребуются элементарные знания основ электротехники и радиодела в части монтажа простых схем.

Общие сведения об инверторах

Функциональные возможности сварочного инвертора.

Инвертор представляет собой источник постоянного тока для зажигания и поддержания электрической дуги при сварке металлов. Принцип действия сварочных инверторов основан на том, что сварочный ток значительной силы получается путем высокочастотной трансформации, что позволяет значительно уменьшить габариты трансформатора, а также увеличить стабильность и регулируемость выходного тока.

Весь процесс получения нужного тока включает следующие этапы: первичное выпрямление полученного из электросети тока; трансформация первичного постоянного тока в ток высокой частоты; увеличение силы тока при соответствующем уменьшении величины напряжения в высокочастотном трансформаторе; вторичное выпрямление тока выходной силы.

Выпрямление тока производится с помощью диодных мостов соответствующей мощности. Изменение частоты осуществляется мощными транзисторами. Необходимая сила выходного тока обеспечивается высокочастотным трансформатором.

Конструкция инверторов

Сварочные инверторы состоят из нескольких основных блоков. Блок питания обеспечивает стабилизацию входного сигнала. Схема блока основана на многообмоточном дросселе с управлением при помощи транзисторов и накоплением энергии в конденсаторе. Кроме того, в системе управления дросселем применяются диоды. Блок питания располагается отдельно от других блоков и, как правило, отделен от них металлической перегородкой.

Электрическая схема сварочного инвертора.

Основой сварочного инвертора является силовой блок, который обеспечивает все преобразования от первичного тока, поступающего из блока питания, до выходного сварочного тока. Силовой блок состоит из следующих плат: первичный выпрямитель, инверторный преобразователь, высокочастотный трансформатор и вторичный выпрямитель.

Первичный выпрямитель представляет собой диодный мост, на который подается электрический ток силой не более 40 А (наиболее распространено 25-32 А) напряжением 200-250 В частотой 50 Гц. Инверторный преобразователь представляет собой силовой транзистор мощностью не менее 8 кВт (при токе 32 А) с рабочим напряжением до 400 В. Сигнал с преобразователя выходит частотой до 100 кГц (чаще всего 50-55 кГц).

Высокочастотный трансформатор имеет ленточные обмотки и увеличивает ток до 200-250А при напряжении во вторичной обмотке не более 40 В. Вторичный выпрямитель собирается на базе мощных диодов с рабочим током не менее 250 А на рабочее напряжение до 100 В. Предусмотрено обязательное охлаждение при помощи радиаторов, а также устанавливаются вентиляторы. Для стабилизации выходного сигнала на выходном плато установлен дроссель.

Блоки управления и защиты

Сварочный инвертор в разрезе.

Блок управления собран на базе задающего генератора или широкоимпульсного модулятора. Если схема собрана на основе генератора, то в его качестве используется микросхема. Помимо нее, на плато управления размещаются резонансный дроссель и резонансные конденсаторы в количестве 6 или 10 штук. Каскадная схема управления обеспечивается трансформатором.

Схемы защиты обычно собраны на плато силового блока для защиты соответствующего элемента. Для защиты от перегрузок используется схема на базе микросхемы 561ЛА7. В системе защиты выпрямителей и преобразователя применяются снабберы на основе конденсаторов К78-2 и резисторов. Тепловая защита элементов силового блока обеспечивается установкой термовыключателей.

Причины выхода из строя инверторов

Большинство поломок сварочных инверторов вызвано нарушениями эксплуатации аппаратов. Частой причиной коротких замыканий в электрических схемах является попадание влаги. Непредсказуемые последствия может вызвать концентрация пыли внутри инвертора.

Нередко причиной ремонта аппарата становится попытка производства работы, на которую инвертор не рассчитан. Например, малогабаритный аппарат не способен обеспечить разрезания железнодорожного рельса – это вызовет незапланированные перегрузки.

Упрощенная схема силовой части сварочного инвертора.

Из бытовых причин следует особо отметить сильное снижение напряжения в сети. Такое может наблюдаться всюду, но особенно актуально для загородных работ и в сельской местности. Снижение электрического напряжения до 190 В может крайне отрицательно сказаться на работоспособности инвертора.

Достаточно часто выход из строя инвертора вызван некачественным закреплением подводящего или отходящего кабеля в контактных колодках (клеммных зажимах). При ослаблении контакта в месте соединения наблюдается зона перегрева, а иногда и искрение.

Ремонт сварочных инверторов из-за выхода из строя элементов схемы чаще всего происходит при использовании некачественных деталей. Помимо этого, повреждение в электрических схемах может возникнуть по причине перегрева силовых элементов, т.е. если их охлаждение недостаточно.

Основные виды неисправностей

Среди множества возможных неисправностей следует выделить основные виды. Прежде всего, это случаи, когда при наличии входного напряжения отсутствует ток на выходе инвертора. Такая неисправность объясняется перегоранием предохранителей или нарушением целостности электрической цепи, которое может возникнуть в любой зоне инвертора.

Схема сварочного инвертора с системой мягкого поджига.

Другой вид неисправности: выходной сварочный ток не достигает нужных значений даже при максимальных установках. Эта неисправность инвертора может быть вызвана как недостаточным входным напряжением и потерями в контактных зажимах, так и неисправностями, возникшими в силовом блоке.

Частые самопроизвольные отключения инвертора свидетельствуют о том, что в электрической цепи есть короткое замыкание или имеет место чрезмерный перегрев элементов силового блока. При этом система защиты работает нормально и обеспечивает аварийное отключение.

Нестабильность сварочной дуги и отсутствие регулировки сварочного тока указывает на наличие неисправностей в силовом блоке или блоке управления. Повышенный шум, издаваемый инвертором, указывает на наличие перегрузок и может привести в последующем к выходу его из строя. Система защиты инвертора работает с нарушениями. То же самое можно говорить в случае, когда ощущается нагрев самого аппарата. В последнем случае к возможным причинам добавляется слабое закрепление кабеля в контактной колодке.

Общий порядок ремонта сварочных инверторов

Любой ремонт инвертора для сварных работ следует начинать с внешнего осмотра. Визуально определяется наличие механических повреждений корпуса и следов от короткого замыкания (почернение, прожоги). Затем проверяется качество закрепления кабелей в контактных колодках (на входе и выходе инвертора).

Схема блока входного выпрямителя.

Независимо от результатов проверки, следует подтянуть зажимные элементы отверткой или ключом. Следует проверить целостность предохранителей с помощью тестера и, при необходимости, заменить.

Если причина неисправности не устранилась, то снимается крышка корпуса инвертора. После снятия крышки проводится визуальный осмотр с целью выявления обрывов электрической цепи или следов воздействия короткого замыкания. Измеряется величина входного напряжения и сила входного тока, а также их значения на выходе из сварочного инвертора с помощью тестера или мультиметра.

При отсутствии явных неисправностей проводится поблочный контроль целостности электрической цепи. Проверка начинается с блока питания и переходит постепенно на другие блоки.

Ремонт силового блока инвертора

Проверка силового блока и блока управления заключается в проверке основных элементов. Наиболее частой неисправностью силового блока является выход из строя силового транзистора, поэтому и проверку этого блока следует начинать с него.

Обычно неисправный силовой транзистор имеет явные следы повреждения (деформация корпуса, следы прогара). Если визуального осмотра недостаточно, то транзистор следует прозвонить мультиметром. Вышедший из строя транзистор подлежит замене. Установка его на плато проводится с применением термопасты КПТ-8.

Неисправность транзистора, как правило, сопровождается выходом из строя одного из драйверов. Эти транзисторы управления (или микросхемы) следует проверить с помощью омметра. Все неисправные детали необходимо отпаять и заменить на новые.

Диодные мосты выпрямителей обычно более надежны, чем транзисторы, но и их следует проверить. Для более точного определения неисправности с плато следует снять диодный мост полностью и прозвонить в состоянии, когда все диоды соединены между собой. При показаниях сопротивления близких к нулю следует искать конкретный диод, вышедший из строя. Неисправный диод заменяется.

Следует иметь в виду, что при установке аналога надо выполнить условие – в инверторах обычно используются быстродействующие диоды, и менять их необходимо тоже на быстродействующие диоды той же мощности. При замене особое внимание необходимо уделить креплению радиатора охлаждения. При их соединении с диодом следует использовать теплопроводную пасту КПТ-8.

Ремонт блока управления связан с проверкой параметров деталей, выдающих сигналы сложных видов. Это вызывает проблемы в диагностировании неисправностей с применением осциллографов. Ремонт блока следует доверить специалистам.

Если при перегреве элементов в силовом блоке не происходит отключения аппарата, то неисправность следует искать в термовыключателях.

Для этого вначале надо проверить надежность их крепления к детали, на которой контролируется температура. В случае если выясняется, что термовыключатель не срабатывает, его необходимо заменить.

Необходимый инструмент

При проведении проверки и ремонта инверторов возникает потребность в следующем инструменте и измерительных приборах:

плоскогубцы;
паяльники мощностью 40 Вт и не менее 100 Вт;
отвертка;
ключи гаечные и торцевые;
нож;
кусачки;
тестер;
амперметры на 50 А и 250 А;
вольтметры на 50 В и 250 В;
частотомер;
осциллограф;
омметр;
штангенциркуль;
микрометр.

Выход из строя сварочного инвертора не всегда является большой проблемой. Если правильно проанализировать причины выхода его из строя и найти неисправность, то ремонт можно произвести своими силами.