Как отремонтировать сварочный инвертор своими руками

Восстанавливаем работу сварочного инвертора Ресанта САИ-250ПН

Как-то раз в мои руки попал сварочный инвертор Ресанта САИ 250ПН. Аппарат, без сомнения, внушает уважение.

Те, кто знаком с устройством сварочных инверторов, оценят всю мощь по внешнему виду электронной начинки.

Как уже говорилось, начинка сварочного инвертора рассчитана на большую мощность. Это видно по силовой части устройства.

Во входном выпрямителе два мощных диодных моста на радиаторе, четыре электролитических конденсатора в фильтре. Выходной выпрямитель также укомплектован по полной: 6 сдвоенных диодов, массивный дроссель на выходе выпрямителя,…

три (!) реле мягкого пуска. Их контакты соединены параллельно, чтобы выдержать большой скачок тока при запуске сварки.

Если сравнить эту Ресанту (Ресанта САИ-250ПН) и TELWIN Force 165, то Ресанта даст ему лихую фору.

Но, даже у этого монстра есть ахиллесова пята.

Проявление неисправности:

• Аппарат не включается;

• Охлаждающий кулер не работает;

• Нет индикации на панели управления.

После беглого осмотра выяснилось, что входной выпрямитель (диодные мосты) оказались исправны, на выходе было около 310 вольт. Стало быть, проблема не в силовой части, а в цепях управления.

Внешний осмотр выявил три перегоревших SMD-резистора. Один в цепи затвора полевого транзистора 4N90C на 47 Ом (маркировка – 470), и два на 2,4 Ом (2R4) – включенных параллельно – в цепи истока того же транзистора.

Транзистор 4N90C (FQP4N90C) управляется микросхемой UC3842BN. Эта микросхема – сердце импульсного блока питания, который запитывает реле плавного пуска и интегральный стабилизатор на +15V. Он в свою очередь питает всю схему, которая и управляет ключевыми транзисторами в инверторе. Вот кусочек схемы Ресанта САИ-250ПН.

Также обнаружилось, что в обрыве ещё и резистор в цепи питания ШИ-контроллера UC3842BN (U1). На схеме он обозначен, как R010 (22 Ом, 2Вт). На печатной плате имеет позиционное обозначение R041. Предупрежу сразу, что обнаружить обрыв данного резистора при внешнем осмотре довольно трудно. Трещина и характерные подгары могут быть на той стороне резистора, что обращена к плате. Так было в моём случае.

Судя по всему, причиной неисправности послужил выход из строя ШИ-контроллера UC3842BN (U1). Это в свою очередь привело к увеличению потребляемого тока, и резистор R010 сгорел от резкой перегрузки. SMD-резисторы в цепях MOSFET-транзистора FQP4N90C сыграли роль плавкого предохранителя и, скорее всего, благодаря им транзистор остался цел.

Как видим, вышел из строя целый импульсный блок питания на UC3842BN (U1). А он питает все основные блоки сварочного инвертора. В том числе и реле плавного пуска. Поэтому сварка и не подавала никаких «признаков жизни».

В итоге имеем кучу «мелочёвки», которую нужно заменить, дабы оживить агрегат.

После замены указанных элементов, сварочный инвертор включился, на дисплее показалось значение установленного тока, защумел охлаждающий кулер.

Тем, кто захочет самостоятельно изучить устройство сварочного инвертора – полная принципиальная схема «Ресанта САИ-250ПН».

Скачать (1,64 Мб.)

Нравится

Главная &raquo Мастерская &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Как работает сварочный инвертор?

• Схемотехника компьютерных блоков питания.

• Ремонтируем зарядное устройство АСТРО ЗУ-3000.

Самопроизвольное отключение

В некоторых случаях ремонт можно провести самостоятельно, если аппарат начал самопроизвольно отключаться. Большинство моделей сварочных аппаратов оснащено защитной схемой (автоматом), срабатывающей в критической ситуации, сопровождающейся отклонением от нормальной работы. Один из вариантов такой защиты предполагает блокировку работы устройства при отключении вентиляционного модуля.

После самопроизвольного отключения сварочного аппарата, прежде всего, следует проверить состояние защиты и попытаться возвратить этот элемент в рабочее состояние.

При повторном срабатывании защитного узла необходимо перейти к поиску неисправности по одной из описанных выше методик, связанных с замыканиями или неисправностью отдельных деталей.

В этой ситуации в первую очередь следует убедиться в том, что узел охлаждения агрегата работает нормально, и что перегрев внутренних пространств исключён.

Бывает и так, что узел охлаждения не справляется со своими функциями из-за того, что сварочный аппарат в течение длительного времени находился под нагрузкой, превышающей допустимую норму. Единственно верное решение в этом случае – дать ему «отдохнуть» порядка 30-40 минут, после чего попытаться вновь включить.

При отсутствии внутренней защиты предохранительный автомат может быть установлен в электрическом щитке. Для поддержания нормального функционирования сварочного агрегата его настройки должны соответствовать выбранным режимам.

Так, некоторые модели таких аппаратов (сварочный инвертор, в частности) в соответствии с инструкцией должны работать по графику, предполагающему перерыв на 3-4 минуты после 7-8-ми минут непрерывной сварки.

Основные неисправности агрегата и их диагностика

Как уже говорилось, инверторы выходят из строя из-за воздействия на “жизненно” важные блоки аппарата внешних факторов. Также неисправности сварочного инвертора могут происходить из-за неправильной эксплуатации оборудования или ошибок в его настройках. Чаще всего встречаются следующие неисправности или перебои в работе инверторов.

Аппарат не включается

Очень часто данная поломка вызывается неисправностью сетевого кабеля аппарата. Поэтому сначала нужно снять кожух с агрегата и прозвонить каждый провод кабеля тестером. Но если с кабелем все в порядке, то потребуется более серьезная диагностика инвертора. Возможно, проблема кроется в дежурном источнике питания аппарата. Методика ремонта “дежурки” на примере инвертора марки Ресанта показана в этом видео.

Нестабильность сварочной дуги или разбрызгивание металла

Данная неисправность может вызываться неправильной настройкой силы тока для определенного диаметра электрода.

Совет! Если на упаковке к электродам нет рекомендованных значений силы тока, то ее можно рассчитать по такой формуле: на каждый миллиметр оснастки должно приходиться сварочного тока в пределах 20-40 А.

Также следует учитывать и скорость сварки. Чем она меньше, теме меньшее значение силы тока нужно выставлять на панели управления агрегата. Кроме всего, чтобы сила тока соответствовала диаметру присадки, можно пользоваться таблицей, приведенной ниже.

Сварочный ток не регулируется

Если не регулируется сварочный ток, причиной может стать поломка регулятора либо нарушение контактов подсоединенных к нему проводов. Необходимо снять кожух агрегата и проверить надежность подсоединения проводников, а также, при необходимости, прозвонить регулятор мультиметром. Если с ним все в порядке, то данную поломку могут вызвать замыкание в дросселе либо неисправность вторичного трансформатора, которые потребуется проверить мультиметром. В случае обнаружения неисправности в данных модулях их необходимо заменить либо отдать в перемотку специалисту.

Большое энергопотребление

Чрезмерное потребление электроэнергии, даже если аппарат находится без нагрузки, вызывает, чаще всего, межвитковое замыкание в одном из трансформаторов. В таком случае самостоятельно отремонтировать их не получится. Нужно отнести трансформатор мастеру на перемотку.

Электрод прикипает к металлу

Такое происходит, если в сети понижается напряжение. Чтобы избавиться от прилипания электрода к свариваемым деталям, потребуется правильно выбрать и настроить режим сварки (согласно инструкции к аппарату). Также напряжение в сети может проседать, если аппарат подключен к удлинителю с малым сечением провода (меньше 2,5 мм2).

Горит перегрев

Если горит индикатор, это свидетельствует о перегреве основных модулей агрегата. Также аппарат может самопроизвольно отключаться, что говорит о срабатывании термозащиты. Чтобы данные перебои в работе агрегата не случались в дальнейшем, опять же требуется придерживаться правильного режима продолжительности включения (ПВ). Например, если ПВ = 70%, то аппарат должен работать в следующем режиме: после 7 минут работы, агрегату выделятся 3 минуты, на остывание.

На самом деле, различных поломок и причин, вызывающих их, может быть достаточно много, и перечислить их все сложно. Поэтому лучше сразу понять, по какому алгоритму проводится диагностика сварочного инвертора в поисках неисправностей. Как проводится диагностика аппарата, можно узнать, посмотрев следующее обучающее видео.

Особенности поломок инверторных сварочных агрегатов

Инверторный агрегат отличается достаточно сложной электронной схемой. Для аппарата такого класса характерны наличие силовых преобразующих цепей на полупроводниковых элементах, электронного управления режимами работы. Без понимания сути работы всех этих элементов, самостоятельный ремонт невозможен.

Основной причиной поломок аппарата Ресанта принято считать перегрев отдельных конструктивных узлов

При этом такая возможность имеется как по причинам нарушения работы системы охлаждения, так и при неправильном выборе сварочных режимов.
Обязательной проверке подвергаются все элементы системы охлаждения.
Для определения поломок в большинстве случаев придется проверить основные элементы электронной схемы, особое внимание следует уделить именно полупроводниковым приборам.

Как работает инвертор

Ниже приведена схема, которая наглядно показывает принцип работы сварочного инвертора.

Итак, принцип действия данного модуля сварочного аппарата заключается в следующем. На первичный выпрямитель инвертора поступает напряжение из бытовой электрической сети или от генераторов, бензиновых или дизельных. Входящий ток является переменным, но, проходя через диодный блок, становится постоянным. Выпрямленный ток поступает на инвертор, где проходит обратное преобразование в переменный, но уже с измененными характеристиками по частоте, то есть становится высокочастотным. Далее, высокочастотное напряжение понижается трансформатором до 60-70 В с одновременным повышением силы тока. На следующем этапе ток снова попадает в выпрямитель, где преобразуется в постоянный, после чего подается на выходные клеммы агрегата. Все преобразования тока контролируются микропроцессорным блоком управления.

Особенности ремонта

Отличительной особенностью инверторов является наличие электронной платы управления, поэтому диагностировать и устранить неисправность в данном блоке может только квалифицированный специалист. К тому же, из строя могут выходить диодные мосты, транзисторные блоки, трансформаторы и другие детали электрической схемы аппарата. Чтобы провести диагностику своими руками, требуется иметь определенные знания и навыки работы с такими измерительными приборами, как осциллограф и мультиметр.

Из вышесказанного становится понятно, что, не имея необходимых навыков и знаний, приступать к ремонту аппарата, особенно электроники, не рекомендуется. В противном случае ее можно полностью вывести из строя, и ремонт сварочного инвертора обойдется в половину стоимости нового агрегата.

2 Неисправности сварочных инверторов основные виды и причины

Все неисправности сварочных инверторов любого типа (бытовых, профессиональных, промышленных) можно разделить на следующие группы:

• обусловленные неправильным выбором рабочего режима сварки;
• связанные с выходом из строя или неправильной работой электронных компонентов аппарата.

В любом случае сварочный процесс затруднен или невозможен. Неполадка в работе аппарата может быть вызвана несколькими факторами. Выявлять их следует последовательно, переходя от простого действия (операции) к более сложному. Если все рекомендуемые проверки выполнены, но нормальная не восстановлена, то велика вероятность неисправности электросхемы инверторного модуля. Основные причины отказа электронной схемы:

• Попадание внутрь устройства влаги – чаще всего происходит из-за осадков (снег, дождь).
• Пыль, скопившаяся внутри корпуса, нарушает нормальное охлаждение элементов электронной схемы. Как правило больше всего пыли попадает в аппарат при его эксплуатации на строительных площадках. Чтобы это не послужило причиной поломки инвертора, его необходимо периодически чистить.
• Несоблюдение предусмотренного изготовителем режима непрерывности сварочных работ – также способно привести к выходу из строя электроники инвертора в результате ее перегрева.

сварочных инверторов своими руками требует определенных навыков и знаний.

Чтобы выявить и устранить причину неисправности, корпус аппарата вскрывают и производят визуальный осмотр его начинки. Иногда все дело только в некачественной пайке деталей, проводов, других контактов на платах схемы и достаточно произвести их перепайку, чтобы аппарат заработал. Поврежденные детали сначала пытаются определить визуально – они могут быть треснутыми, иметь потемневший корпус или прогоревшие на плате выводы, электролитические конденсаторы будут вздутыми в верхней части. Все выявленные неисправные элементы выпаивают и заменяют на такие же или аналогичные с подходящими характеристиками. Подбор производят по маркировке на корпусе или по таблицам. При выпаивании деталей использование паяльника с отсосом обеспечит максимальные скорость и удобство работы.

Если визуальный осмотр не принес результата, то переходят к прозваниванию (тестированию) деталей с помощью омметра или мультиметра. Самыми уязвимыми элементами инверторных модулей являются транзисторы. Поэтому ремонт аппарата обычно начинают с их осмотра и проверки. Силовые транзисторы редко сами по себе выходят из строя – как правило этому предшествует отказ элементов «раскачивающего» их контура (драйвера), детали которого проверяют в первую очередь. Точно так же, посредством тестера, прозванивают остальные элементы платы.

На плате необходимо проверить состояние всех печатных проводников на предмет отсутствия обрывов и подгаров. Подгоревшие участки удаляют и напаивают перемычки, как и в случае обрывов, проводом ПЭЛ (с сечением, соответствующем проводнику платы). Следует также проверить и в случае необходимости зачистить (стирательной белой резинкой) контакты всех имеющихся в аппарате разъемов.

Выпрямители (входные и выходные), представляющие собой обычные диодные мосты, закрепленные на радиаторе, считаются достаточно надежными компонентами инверторов. Но иногда и они выходят из строя. Производить проверку диодного моста удобнее всего после отпаивания от него проводов и снятия с платы. Если вся группа диодов звонится накоротко, то следует искать пробитый (неисправный) диод.

В последнюю очередь проверяют плату управления ключами. В инверторном модуле это наиболее сложный элемент и от его функционирования зависит работа всех остальных компонентов аппарата. Заключительным этапом ремонта инверторного сварочного устройства должна быть проверка наличия управляющих сигналов, поступающих на шины затворов блока ключей. Диагностируют этот сигнал с помощью осциллографа.

При неясных и более сложных, чем описанные выше, случаях потребуется вмешательство специалистов. Пытаться устранить неисправность самостоятельно не стоит, особенно когда инверторный аппарат находится на гарантии.

Восстановление и ремонт сварочного инвертора своими руками возможен только при наличии достаточно уверенных знаний в области электротехники и электроники. Достаточно сложная схема аппарата Ресанта (либо другого однотипного) требует применения специального оборудования для диагностики причин неисправности.

Инверторный тип сварочника

Старые трансформаторные модификации сварочного аппарата имеют очень низкую цену, высокую ремонтоспособность, но обладают существенными недостатками: габаритами, значительным весом и зависимостью от напряжения сети. Выходной ток электронного счетчика ограничен потреблением электроэнергии до 4,5 кВт. Для сварочных работ при использовании толстых металлов потребление тока возрастает, и этот процесс оказывает значительную нагрузку на старые линии электропередачи, на которых попадаются также и скрутки (ведь в бывших странах СНГ они редко подлежат замене на новые).

На смену пришли сварочные аппараты инверторного типа, особенности функционирования которых существенно отличается.

Особенности функционирования

Сфера применения разнообразна, начиная от домашнего хозяйства и заканчивая предприятиями. Основная задача — обеспечение стабильного горения и поддержания сварочной дуги при выполнении сварочных работ, благодаря применению тока высокой частоты. Работа сварочного инвертора основана на принципах:

1. Преобразования переменного входного напряжения 220 В в постоянное (постоянный ток преобразовывается в высокочастотный переменный ток несинусоидального характера).
2. Последующее выпрямление высокочастотного тока (частота сохраняется).

Принцип работы и основные характеристики

Для поиска неисправностей инверторных сварочных аппаратов нужно ознакомиться с его структурной схемой. Она состоит из следующих элементов:

1. Выпрямитель.
2. Инвертор.
3. Трансформатор.
4. Выпрямитель высокочастотный.
5. Схема управления и стабилизации (драйвер и плата управления).
6. Регулятор тока сварки.

Благодаря такому устройству происходит снижение массы и габаритов. Использование импульсного трансформатора позволяет получать мощные токи во вторичной обмотке. Следовательно, сварочный инвертор представляет собой обыкновенный импульсный блок питания, как в компьютере, но с достаточно большой мощностью. С увеличением частоты происходит снижение массы и габаритов трансформатора (обратно пропорциональная зависимость). Для получения высокой частоты применяются мощные ключевые транзисторы.

Происходит переключение с частотой от 30 до 100 кГц (зависит от модели САИПА). Транзисторы только работают от постоянного напряжения (U), преобразуя его в ток высокой частоты. Получается постоянный ток из выпрямителя (выпрямление сетевого напряжения 50 Гц). Кроме того, в состав выпрямителя входит конденсаторный фильтр. При пропускании тока через диодный мост отсекаются отрицательные амплитуды переменного U (диод пропускает ток только в одном направлении). Положительные амплитуды не являются постоянными и получается постоянное U с заметными пульсациями, которые необходимо сглаживать при помощи конденсатора большой емкости.

В результате преобразований на выходе фильтра появляется U постоянного тока свыше 220 В. Диодный мост и фильтр образуют БП инвертора. Транзисторы подключаются к понижающему импульсному высокочастотному трансформатору, рабочие частоты которого составляют от 30 до 100 кГц (30000.100000 Гц), превышающие частоту питающей сети в 600 или 2000 раз. В результате этого происходит заметное уменьшение массы и габаритов.

Наиболее распространенными моделями являются ресанта САИ 220 (220а, 220к), а также и 190 (190а) модель. Сварочные инверторы обладают похожими характеристиками, отличающимися током сварки:

1. Диапазоны сетевого напряжения: 145.270 В.
2. Максимальная сила тока: до 35 А.
3. Напряжение при холостом ходе: 75.85 В.
4. Напряжение формирования дуги: 22.30 В.
5. Диапазоны тока сварки: 5.270 А.
6. Продолжительность нагрузки (ток максимальный): 4.8 мин.
7. Максимальный диаметр (d) электрода: 5 мм.
8. Масса: около 5 кг.

Залипание электрода прерывание дуги

Причиной залипания электрода и прерывания дуги может быть снижение напряжения из-за короткого замыкания в обмотках трансформатора, неисправности диодов или ослабления соединительных контактов. Также возможен пробой конденсаторного фильтра или замыкания отдельных деталей на корпус сварочного аппарата.

К причинам организационного характера, вследствие которых аппарат не варит как надо, можно отнести чрезмерную длину сварочных проводов (более 30 метров).

Если залипание сопровождается сильным гудением трансформатора – это также свидетельствует о перегрузке в нагрузочных цепях прибора или замыкании в сварочных проводах.

Одним из вариантов ремонта с устранением этих эффектов может стать восстановление изоляции соединительных кабелей, а также подтяжка ослабевших контактов и клеммников.

Причины поломок инверторов

Современные инверторы, особенно сделанные на основе IGBT-модуля, достаточно требовательны к правилам эксплуатации. Объясняется это тем, что при работе агрегата его внутренние модули выделяют много тепла. Хотя для отвода тепла от силовых узлов и электронных плат используются и радиаторы, и вентилятор, этих мер порой бывает недостаточно, особенно в недорогих агрегатах. Поэтому нужно четко следовать правилам, которые указаны в инструкции к аппарату, подразумевающие периодическое выключение установки для остывания.

Также, если инверторный сварочный аппарат работает в запыленных помещениях, на его радиаторах оседает пыль и мешает нормальной теплоотдаче, что неизбежно приводит к перегреву и поломке электрических узлов. Если от присутствия пыли в воздухе избавиться нельзя, требуется почаще открывать корпус инвертора и очищать все узлы аппарата от накопившихся загрязнений.

Но чаще всего инверторы выходят из строя, когда они работают при низких температурах. Поломки случаются по причине появления конденсата на разогретой плате управления, в результате чего происходит замыкание между деталями данного электронного модуля.

Особенности технического обслуживания и ремонта инверторных аппаратов

Ремонт сварочного аппарата, относящегося к инверторному типу, имеет ряд особенностей, что объясняется сложностью конструкции такого устройства. Любой инвертор, в отличие от сварочных аппаратов других типов, является электронным, что требует от специалистов, занимающихся его техническим обслуживанием и ремонтом, наличия хотя бы начальных радиотехнических знаний, а также навыков обращения с различными измерительными приборами – вольтметром, цифровым мультиметром, осциллографом и др.

В процессе технического обслуживания и ремонта проверяются элементы, из которых состоит . Сюда относятся транзисторы, диоды, резисторы, стабилитроны, трансформаторные и дроссельные устройства. Особенность конструкции инвертора состоит в том, что очень часто при его ремонте невозможно или очень сложно определить, выход из строя какого именно элемента стал причиной неисправности.

Признаком сгоревшего резистора может быть небольшой нагар на плате, трудно различаемый неопытным глазом

В таких ситуациях последовательно проверяются все детали. Чтобы успешно решить такую задачу, необходимо не только уметь пользоваться измерительными приборами, но и достаточно хорошо разбираться в электронных схемах. Если таких навыков и знаний хотя бы на начальном уровне у вас нет, то ремонт сварочного инвертора своими руками может привести к еще более серьезной поломке.

Реально оценив свои силы, знания и опыт и решив взяться за самостоятельный ремонт оборудования инверторного типа, важно не только посмотреть обучающее видео на эту тему, но и внимательно изучить инструкцию, в которой производители перечисляют наиболее характерные неисправности сварочных инверторов, а также способы их устранения. https://www.youtube.com/embed/TZrkUZsmcb0

Устройство не запускается

В этом случае, прежде всего, необходимо убедиться в наличии напряжения в сети и целостности предохранителей, установленных в обмотках трансформатора. При их исправности следует прозвонить с помощью тестера токовые обмотки и каждый из выпрямительных диодов, проверив тем самым их работоспособность.

При обрыве одной из токовых обмоток потребуется её перемотка, а в случае неисправности обеих проще заменить трансформатор целиком. Повреждённый или «подозрительный» диод заменяют новым. После ремонта сварочный аппарат снова включают и проверяют на исправность.

Иногда из строя выходит фильтрующий конденсатор. В этом случае ремонт будет заключаться в его проверке и замене новой деталью.

В случае исправности всех элементов схемы необходимо разобраться с сетевым напряжением, которое может быть сильно занижено и его просто не хватает для нормального функционирования сварочного аппарата.