Ремонт инверторного сварочного аппарата

Распространенные неисправности

Существует ряд неисправностей, с которыми сталкиваются при работе с инверторным сварочным аппаратом. Они устраняются довольно просто, поэтому на них стоит остановиться подробнее.

Неустойчивая дуга

Неустойчивость дуги у инверторного сварочного аппарат может проявляться в разбрызгивании металла или прожигании обрабатываемой поверхности. Причиной тому является неверный подбор силы тока на выходе для толщины конкретного металла и электрода. Некоторые производители электродов указывают на упаковках, какой ток может быть применен для конкретного электрода. Подходящее значение можно выбрать экспериментальным путем, просто покрутив ручку в меньшую сторону. Если есть уверенность в правильности показаний тока на выходном дисплее инверторного сварочного аппарата, тогда можно воспользоваться таблицей, которая приведена ниже.

В некоторых случаях может наблюдаться частое прилипание электрода к заготовке. Такое явление обычно наблюдается у новичков, которые не имеют достаточного опыта работы с инверторным сварочным аппаратом. Но есть и другая причина такого процесса, она заключается в пониженном напряжении на входе. При этом агрегат не способе выдать требуемую силу тока для конкретного электрода, он разогревается и просто прилипает, а дуга даже не начинает горение. Также стоит проверить надежность подключения рабочих кабелей. В некоторых случаях плохой контакт может стать причиной прилипания электрода к поверхности заготовки.

Устранить недостаток можно чисткой байонетных креплений рабочих кабелей. Для этого можно воспользоваться растворителем или мелкой наждачной бумагой

Важно проверить удлинитель, которым сварочный агрегат подключен к сети питания. Если сечение проводника заужено, то оно может быть причиной падения напряжения

Выявить это можно по нагреву кабеля. Обычно для таких целей подбирается удлинитель с сечением кабеля не меньше 2,5 мм2. Также стоит помнить, что при длине свыше 30 метров на проводниках наблюдаются потери, поэтому необходимо либо большее сечение, либо меньшая длина. Еще одной причиной прилипания электрода является качество и подготовка заготовок для сваривания. Если на них есть большое количество ржавчины, тогда перед работой ее лучше счистить шлифовальной машинкой. Ниже приведена таблица, которая позволит подобрать сечение провода и номинал автомата для конкретной силы тока сварочника.

Нет тока на выходе

Проблема может проявляться в том, что питание в сети есть, а тока на выходе из инверторного агрегата нет, хотя все сигнальные огни могут светиться

В этом случае стоит обратить внимание на состояние агрегата. Если на панели управления загорелась лампочка рядом с пиктограммой термометра, тогда аппарат просто перегрелся

Поэтому стоит выждать время, пока вентилятор достаточно охладит внутренние компоненты

Важно внимательно осмотреть рабочие кабеля, если на них есть следы перебития или сильного изгиба, то такую проблему сразу стоит локализовать, заменив кабель или вырезав поврежденную часть

Внезапное выключение

Другой неприятной неисправностью, которая может возникнуть во время ответственного процесса, является произвольное выключение сварочного агрегата. Проблема может заключаться не в самом сварочном аппарате, а в автоматическом выключателе, который установлен в сети питания. При превышении допустимой силы тока при потреблении он срабатывает, прекращая подачу. В некоторых случаях из строя может выйти предохранитель самого сварочного агрегата. Это происходит из-за резких всплесков в сети питания. Жучок можно поставить, если задача срочная, но лучше заменить предохранитель на новый.

Внезапное отключение может произойти и после продолжительной работы. Это может говорить о несоблюдении режима сварка-отдых. Если это так, то срабатывает температурный датчик, который просто прекращает подачу в силу перегрева. Насильно работу продолжить не удастся, поэтому потребуется выждать период остывания.

Особенности ремонта платы управления

Плата управления — один из самых сложных и важных элементов всего устройства, ведь от платы управления зависит работа всех остальных частей. Сначала будет использоваться осциллограф, а после можно применить и мультиметр.

Так выглядит плата управления сварочного инвертора Ресанта САИ-220ПН, если нет понимания, лучше отдать на ремонт специалистам

Включенный сварочный инвертор проверяется в режиме напряжения до 20 В. Регулятор выводят на минимум, черный щуп должен оказаться на клемме, а красный — на шестом выводе. Когда регулятор будет выводиться к максимуму, напряжение тоже должно меняться. Например, если предполагается 160–200 А, то изменение будет в диапазоне 2,4-3,2 В.

Устройство сварочного инвертора

Сварочные инверторы в зависимости от моделей работают как от бытовой электрической сети (220 В), так и от трехфазной (380 В). Единственное, что нужно учитывать при подключении аппарата к бытовой сети – это его потребляемая мощность. Если она превышает возможности электропроводки, то работать агрегат при просаженной сети не будет.

Итак, в устройство инверторного сварочного аппарата входят следующие основные модули.

1. Первичный выпрямительный блок. Этот блок, состоящий из диодного моста, размещен на входе всей электрической цепи аппарата. Именно на него подается переменное напряжение из электросети. Чтобы снизить нагревание выпрямителя, к нему прикреплен радиатор. Последний охлаждается вентилятором (приточным), установленным внутри корпуса агрегата. Также диодный мост имеет защиту от перегрева. Реализована она с помощью термодатчика, который при достижении диодами температуры 90° разрывает цепь.
2. Конденсаторный фильтр. Подсоединяется параллельно к диодному мосту для сглаживания пульсаций переменного тока и содержит 2 конденсатора. Каждый электролит имеет запас по напряжению не менее 400 В, и по емкости от 470 мкФ для каждого конденсатора.
3. Фильтр для подавления помех. Во время процессов преобразования тока в инверторе возникают электромагнитные помехи, которые могут нарушать работу других приборов, подключенных к данной электрической сети. Чтобы убрать помехи, перед выпрямителем устанавливают фильтр.
4. Инвертор. Отвечает за преобразование переменного напряжения в постоянное. Преобразователи, работающие в инверторах, могут быть двух типов: двухтактные полумостовые и полные мостовые. Ниже приведена схема полумостового преобразователя, имеющего 2 транзисторных ключа, на основе устройств серий MOSFET или IGBT, которые чаще всего можно увидеть на инверторных аппаратах средней ценовой категории.

   Схема же полного мостового преобразователя является более сложной и включает в себя уже 4 транзистора. Данные типы преобразователей устанавливают на самых мощных аппаратах для сварки и соответственно — на самых дорогостоящих.

   Так же, как и диоды, транзисторы устанавливаются на радиаторы для лучшего отвода от них тепла. Чтобы защитить транзисторный блок от всплесков напряжения, перед ним устанавливается RC-фильтр.

5. Высокочастотный трансформатор. Устанавливается после инвертора и понижает высокочастотное напряжение до 60-70 В. Благодаря включению в конструкцию данного модуля ферритового магнитопровода, появилась возможность снизить вес и уменьшить габариты трансформатора, а также уменьшить потери мощности и повысить КПД оборудования в целом. К примеру, вес трансформатора, имеющего железный магнитопровод и способного обеспечивать ток в 160 А, будет около 18 кг. Но трансформатор с ферритовым магнитопроводом при тех же характеристиках тока будет иметь массу около 0,3 кг.
6. Вторичный выходной выпрямитель. Состоит из моста, в составе которого находятся специальные диоды, с большой скоростью реагирующие на высокочастотный ток (открытие, закрытие и восстановление занимает около 50 наносекунд), на что не способны обычные диоды. Мост оборудован радиаторами, предотвращающими его перегрев. Также выпрямитель имеет защиту от скачков напряжения, реализованную в виде RC-фильтра. На выходе модуля размещаются две медных клеммы, обеспечивающих надежное подключение к ним силового кабеля и кабеля массы.
7. Плата управления. Управлением всеми операциями инвертора занимается микропроцессор, который получает информацию и контролирует работу аппарата с помощью различных датчиков, расположенных практически во всех узлах агрегата. Благодаря микропроцессорному управлению, подбираются идеальные параметры тока для сварки разного рода металлов. Также электронное управление позволяет экономить электроэнергию за счет подачи точно рассчитанных и дозированных нагрузок.
8. Реле плавного пуска. Чтобы во время пуска инвертора не перегорели диоды выпрямителя от высокого тока заряженных конденсаторов, применяется реле плавного пуска.

Устройство сварочного инвертора

Сварочные инверторы в зависимости от моделей работают как от бытовой электрической сети (220 В), так и от трехфазной (380 В). Единственное, что нужно учитывать при подключении аппарата к бытовой сети – это его потребляемая мощность. Если она превышает возможности электропроводки, то работать агрегат при просаженной сети не будет.

Итак, в устройство инверторного сварочного аппарата входят следующие основные модули.

1. Первичный выпрямительный блок. Этот блок, состоящий из диодного моста, размещен на входе всей электрической цепи аппарата. Именно на него подается переменное напряжение из электросети. Чтобы снизить нагревание выпрямителя, к нему прикреплен радиатор. Последний охлаждается вентилятором (приточным), установленным внутри корпуса агрегата. Также диодный мост имеет защиту от перегрева. Реализована она с помощью термодатчика, который при достижении диодами температуры 90° разрывает цепь.
2. Конденсаторный фильтр. Подсоединяется параллельно к диодному мосту для сглаживания пульсаций переменного тока и содержит 2 конденсатора. Каждый электролит имеет запас по напряжению не менее 400 В, и по емкости от 470 мкФ для каждого конденсатора.
3. Фильтр для подавления помех. Во время процессов преобразования тока в инверторе возникают электромагнитные помехи, которые могут нарушать работу других приборов, подключенных к данной электрической сети. Чтобы убрать помехи, перед выпрямителем устанавливают фильтр.

4. Инвертор. Отвечает за преобразование переменного напряжения в постоянное. Преобразователи, работающие в инверторах, могут быть двух типов: двухтактные полумостовые и полные мостовые. Ниже приведена схема полумостового преобразователя, имеющего 2 транзисторных ключа, на основе устройств серий MOSFET или IGBT, которые чаще всего можно увидеть на инверторных аппаратах средней ценовой категории.Схема же полного мостового преобразователя является более сложной и включает в себя уже 4 транзистора. Данные типы преобразователей устанавливают на самых мощных аппаратах для сварки и соответственно — на самых дорогостоящих.

   Так же, как и диоды, транзисторы устанавливаются на радиаторы для лучшего отвода от них тепла. Чтобы защитить транзисторный блок от всплесков напряжения, перед ним устанавливается RC-фильтр.
5. Высокочастотный трансформатор. Устанавливается после инвертора и понижает высокочастотное напряжение до 60-70 В. Благодаря включению в конструкцию данного модуля ферритового магнитопровода, появилась возможность снизить вес и уменьшить габариты трансформатора, а также уменьшить потери мощности и повысить КПД оборудования в целом. К примеру, вес трансформатора, имеющего железный магнитопровод и способного обеспечивать ток в 160 А, будет около 18 кг. Но трансформатор с ферритовым магнитопроводом при тех же характеристиках тока будет иметь массу около 0,3 кг.
6. Вторичный выходной выпрямитель. Состоит из моста, в составе которого находятся специальные диоды, с большой скоростью реагирующие на высокочастотный ток (открытие, закрытие и восстановление занимает около 50 наносекунд), на что не способны обычные диоды. Мост оборудован радиаторами, предотвращающими его перегрев. Также выпрямитель имеет защиту от скачков напряжения, реализованную в виде RC-фильтра. На выходе модуля размещаются две медных клеммы, обеспечивающих надежное подключение к ним силового кабеля и кабеля массы.
7. Плата управления. Управлением всеми операциями инвертора занимается микропроцессор, который получает информацию и контролирует работу аппарата с помощью различных датчиков, расположенных практически во всех узлах агрегата. Благодаря микропроцессорному управлению, подбираются идеальные параметры тока для сварки разного рода металлов. Также электронное управление позволяет экономить электроэнергию за счет подачи точно рассчитанных и дозированных нагрузок.
8. Реле плавного пуска. Чтобы во время пуска инвертора не перегорели диоды выпрямителя от высокого тока заряженных конденсаторов, применяется реле плавного пуска.

Общие сведения об инверторах

Сварочные трансформаторные аппараты имеют незначительную стоимость по сравнению с устройствами инверторной сварки и простоту устройства, позволяющую произвести несложные операции по ремонту. К главным недостаткам нужно отнести их габариты, вес и чувствительность к параметрам питающей сети. При низких значениях напряжения (U) варить практически невозможно, так как мощность, потребляемая аппаратом, существенно возрастает, а счетчики электроэнергии имеют предел мощности до 6 кВт.

Кроме того, при работе с обыкновенной трансформаторной сваркой происходят кратковременные перепады значения U, из-за которых может выйти из строя другая аппаратура и бытовые приборы. Трансформаторные сварочные аппараты стоят сравнительно недорого и очень легко ремонтируются из-за их простого устройства. Однако обладают значительным весом и очень чувствительны к напряжению питания (U). При низком U производить сварочные работы просто невозможно, так как происходят значительные перепады U, в результате которых могут выйти из строя бытовые приборы. Для избежания всех этих неудобств при работе и используют инверторные аппараты.

Это интересно: Рейтинг недорогих сварочных инверторов — 10 лучших моделей

Основные виды поломок и их устранение

Прежде чем рассмотреть основные виды неисправностей инверторных устройств следует ознакомиться с устройством инвертора.

Электрическая схема сварочного инвертора.

Большинство популярных моделей состоит из:

• блока питания;
• блока управления;
• силового блока.

Неисправности и ремонт сварочных аппаратов в большинстве случаев связаны с поломкой силового блока, состоящего из:

1. Первичного и вторичного выпрямителей.
   В состав блока входят два диодных моста различной мощности. Первый мост способен выдерживать до 40 ампер ток и до 250 вольт напряжение. Второй диодный мост собран из более мощных элементов и способен поддерживать силу тока 250 ампер при напряжении порядка 100 вольт. Возможные ошибки данного модуля связаны с аварией диодов первичного или вторичного моста.
2. Инверторного преобразователя.
   Поломка силового транзистора инверторного преобразователя часто является ответом на вопрос почему сварочный аппарат не варит. Ремонт инвертора можно произвести путем замены транзистора на аналог с параметрами силы тока 32 ампера и напряжением 400 вольт.
3. Высокочастотного трансформатора.
   Как правило, трансформатор состоит из нескольких обмоток, повышающих силу тока до 250 ампер при напряжении до 40 вольт. Большинство инверторного оборудования имеет две обмотки, выполненные при помощи медной проволоки или ленты.

Перед тем, как отремонтировать сварочные аппараты своими руками следует внимательно продиагностировать прибор и четко определить, какой из элементов неисправен.

Не стоит даже пытаться самостоятельно отремонтировать инвертор из корпуса которого повалил плотный белый дым. В таких случаях самым правильным решением будет обращение в квалифицированный ремонтный центр.

Компоновка деталей сварочного инвертора.

Ремонт сварочного полуавтомата с инверторным источником может понадобиться при возникновении следующих неисправностей:

1. Нестабильное горение раскаленной дуги или сильное разбрызгивание материала электрода.
   Неисправность в большинстве случаев связана с неправильным выбором рабочего тока. В инструкции по эксплуатации сказано, что на 1 миллиметр диаметра электрода должна приходится сила тока от 20 до 40 ампер.
2. Прилипания сварки к металлу.
   Такое поведение характерно для устройств, работающих при недостаточном напряжении. Подобные неисправности и способы их устранения четко описаны в сопроводительной документации. При прилипании электрода к свариваемому материалу следует очистить контакты клемм, к которым подключаются модули инверторного устройства. Кроме этого, не лишним будет замерить напряжение в электрической сети.
3. Отсутствие дуги при включении аппаратуры.
   Дефект зачастую связан с банальным перегревом устройства или повреждением силовых кабелей кабелей в процессе длительной эксплуатации при повышенных температурах.
4. Аварийное отключение инвертора.
   Если в процессе проведения работ аппарат внезапно отключился, то наверняка сработала защита от короткого замыкания между проводами и корпусом. Ремонт устройства в случае возникновения подобного дефекта состоит в нахождении и замене поврежденных элементов силовой цепи инвертора.
5. Огромное потребление электрического тока при холостой работе.
   Типичная неисправность, возникающая вследствие замыкания витков на токопроводящих катушках. Восстановление работоспособности устройства после такой неисправности состоит в полной перемотке катушек и наложении слоя дополнительной изоляции.
6. Отключение сварочного оборудования через определенный промежуток времени.
   Подобное поведение характерно для перегревающихся инверторных электроприборов. Если сварка внезапно выключилась, то нужно дать ей остыть и через 30-40 минут можно продолжить работу.
7. Посторонние звуки при работе блока питания.
   Устранение дефекта заключается в затягивании болтов, стягивающих элементы магниторовода. Помимо этого, неисправность может быть связана с дефектом в крепеже сердечника или замыканием между кабелями.

Важно отметить, что большинство видов работ следует выполнять с использованием паяльника, укомплектованного специальным отсосом. Такой инструмент существенно облегчает работу по нанесению и удалению припоя на посадочные места радиотехнических элементов

Как выполнить самостоятельную починку?

Ремонт сварки инвертора должен начинаться с тщательного изучения схемы устройства. После этого необходимо локализовать проблему – в подавляющем большинстве случаев причина кроется во внутренней части аппарата, поэтому необходимо демонтировать защитный корпус и внимательно изучить состояние всех узлов.

В первую очередь качество соединений – возможна проблема лежит на поверхности, и ее устранение не отнимет много времени.

Темные участки на электронной схеме, а также лопнувшие конденсаторы, говорят о выходе из строя данных элементов.

Электронные или полупроводниковые элементы не подлежат ремонту – их меняют на аналогичные. За время эксплуатации маркировка может стереться. В этом случае используют специальные таблицы для подбора запчастей.

Наиболее уязвимый элемент инвертора – силовой блок

Самый сложный узел инвертора – это управляющая плата, которая отвечает за функционирование всего устройства. Ее сигналы проверяют с помощью осциллографа.

По окончанию работ необходимо проверка и зачистка всех контактов разъемов.

Частые неисправности и способы устранения

Разобравшись с функциями основных компонентов, будет проще понять, какие неисправности сварочных инверторов распространены и как проводить их ремонт. О самых частых поломках подробнее далее.

Не включается

Если сварочный инверторный аппарат вообще не включается, то ремонт скорее всего требуется сетевому кабелю. Чтобы узнать наверняка, нужно снять кожух с устройства и прозвонить все провода кабеля, обычно этого достаточно, чтобы найти разрыв.

Но если кабель будет в порядке, проблема может быть в дежурном источнике питания, здесь поможет только профессиональный ремонт.

Нестабильная сварочная дуга

Если вдруг инвертор варит рывками и стреляет, возможно, у него неправильно настроена сила тока и она не подходит под диаметр электрода. Иногда на упаковке с электродами не указывают подходящие значения силы тока, но их можно рассчитать по простой формуле: каждый миллиметр требует не менее 20 А тока, но не более 40 А.

Типовая схема и принцип работы инвертора

Чем дороже сварочный инвертор, тем больше в его схеме вспомогательных узлов, задействованных в реализации специальных функций. А вот сама схема силового преобразователя остаётся практически неизменной даже у дорогостоящего оборудования. Этапы превращения сетевого электрического тока в сварочный достаточно легко проследить — на каждом из основных узлов схемы происходит определённая часть общего процесса.

С сетевого кабеля через защитный выключатель напряжение подаётся на выпрямительный диодный мост, сопряжённый с фильтрами высокой ёмкости. На схеме этот участок легко заметить, здесь расположены внушительные по размеру «банки» электролитических конденсаторов. У выпрямителя задача одна — «развернуть» отрицательную часть синусоиды симметрично вверх, конденсаторы же сглаживают пульсации, приводя направление тока практически к чистой «постоянке».

Схема работы сварочного инвертора

Далее по схеме находится непосредственно инвертор. Эта часть также легко поддаётся идентификации, здесь располагается крупнейший алюминиевый радиатор. Инвертор строится на нескольких высокочастотных полевых транзисторах или IGBT-транзисторах. Довольно часто несколько силовых элементов объединены в общем корпусе. Инвертор снова преобразует постоянный ток в переменный, но при этом частота его существенно выше — порядка 50 кГц. Такая цепочка преобразований позволяет использовать высокочастотный трансформатор, который в разы меньше и легче обычного.

С понижающего трансформатора напряжение снимает выходной выпрямитель, ведь мы хотим сварку именно на постоянном токе. Благодаря выходному фильтру природа тока меняется с высокочастотного пульсирующего до практически прямой линии. Естественно, в рассмотренной цепи преобразований есть множество промежуточных звеньев: датчиков, управляющих и контрольных цепей, но их рассмотрение выходит далеко за рамки любительской радиоэлектроники.

Конструкция сварочного инвертора: 1 — конденсаторы фильтра; 2 — выпрямитель (диодная сборка); 3 — IGBT-транзисторы; 4 — вентилятор; 5 — понижающий трансформатор; 6 — плата управления; 7 — радиаторы; 8 — дроссель

Принцип работы

Если разобрать сварочный инвертор, можно поближе рассмотреть силовой трансформатор. Он является основным узлом конструкции и отвечает за уровень напряжения. Ток, исходящий от источника, должен быть понижен.

Схема сварочного инвертора

Важно! На плате управления используются конденсаторы, резисторы, отвечающие за проводимость электрического потока. Чтобы частота находилась на уровне 50 герц, используется стабилизатор

К дополнительным элементам относится выпрямитель тока (отвечает за пульсацию) и дроссель, стабилизирующий выходное напряжение. Устройство работает в цепи постоянного, переменного тока. Когда напряжение выпрямляется, оно подается на дугу и разрешается заниматься сварочными работами

Чтобы частота находилась на уровне 50 герц, используется стабилизатор. К дополнительным элементам относится выпрямитель тока (отвечает за пульсацию) и дроссель, стабилизирующий выходное напряжение. Устройство работает в цепи постоянного, переменного тока. Когда напряжение выпрямляется, оно подается на дугу и разрешается заниматься сварочными работами.

Сварочные работы

Похожие записи:

Выбираем сварочный аппарат для дачи: недорогой, но производительный Баня с электрокаменкой: строительство, отзывы, особенности Кто построил московский кремль Как правильно выбрать и установить фильтр аквафор морион Как сделать вибростол для тротуарной плитки своими руками Меловые маркеры: чем отличаются, как пользоваться и для чего нужны