Jak naprawić inwertery spawalnicze własnymi rękami

Spawanie w inwerterze znalazło dziś szerokie zastosowanie. Przy całej niezawodności falowników często zdarzają się awarie z różnych powodów. W takich momentach kwestia, jak naprawić falownik spawalniczy własnymi rękami, jest ostra.

Urządzenie do spawania inwertorowego

Urządzenie do spawania falownika.

Naprawa samych falowników spawalniczych nie jest dużym problemem. W tym celu trzeba znać projekt urządzenia i podstawowe zasady naprawy tego typu urządzeń. Podczas naprawy będziesz potrzebować podstawowej wiedzy z zakresu elektrotechniki i radiotechniki w instalowaniu prostych obwodów.

Ogólne informacje o falownikach

Funkcjonalność falownika spawalniczego

Funkcjonalność falownika spawalniczego.

Falownik jest źródłem prądu stałego do zapłonu i utrzymania łuku elektrycznego podczas spawania metali. Zasada działania falowników spawalniczych polega na tym, że prąd spawania o znacznej mocy uzyskiwany jest przez transformację wielkiej częstotliwości, co pozwala znacznie zmniejszyć wielkość transformatora, a także zwiększyć stabilność i sterowalność prądu wyjściowego.

Cały proces uzyskiwania pożądanego prądu obejmuje następujące etapy: pierwotna rektyfikacja prądu pobieranego z sieci; przekształcenie pierwotnego prądu stałego w prąd wysokiej częstotliwości; wzrost prądu przy odpowiednim spadku napięcia w transformatorze wysokiej częstotliwości; wtórna moc wyjściowa prądu prostowniczego.

Prąd jest prostowany za pomocą mostków diodowych o odpowiedniej mocy. Zmiana częstotliwości jest wykonywana przez silne tranzystory. Wymagany prąd wyjściowy jest dostarczany przez transformator wysokiej częstotliwości.

Powrót do spisu treści

Konstrukcja falownika

Inwertery spawalnicze składają się z kilku głównych bloków. Zasilanie zapewnia stabilizację sygnału wejściowego. Obwód blokowy oparty jest na wielowłóknowym dławiku z kontrolą za pomocą tranzystorów i magazynowania energii w kondensatorze. Ponadto w układzie sterowania przepustnicy stosowane są diody. Zasilacz znajduje się oddzielnie od innych urządzeń i z reguły jest oddzielony od nich metalową przegrodą.

Obwód spawania elektrycznego obwodu

Obwód spawania elektrycznego obwodu.

Podstawą falownika spawalniczego jest jednostka mocy, która zapewnia całkowitą konwersję prądu pierwotnego pochodzącego z zasilacza na wyjściowy prąd spawania. Jednostka mocy składa się z następujących płytek: prostownika głównego, przetwornicy falownika, transformatora wysokiej częstotliwości i prostownika wtórnego.

Podstawowym prostownikiem jest mostek diodowy, do którego stosuje się prąd elektryczny nie większy niż 40 A (najczęściej 25-32 A) o napięciu 200-250 V i częstotliwości 50 Hz. Przetwornica falownika jest tranzystorem mocy o mocy co najmniej 8 kW (przy prądzie 32 A) o napięciu roboczym do 400 V. Sygnał z konwertera gaśnie z częstotliwością do 100 kHz (najczęściej 50-55 kHz).

Transformator wysokiej częstotliwości ma uzwojenia taśmowe i zwiększa prąd do 200-250 A przy napięciu w uzwojeniu wtórnym nie większym niż 40 V. Prostownik wtórny jest montowany na podstawie diod dużej mocy o prądzie roboczym co najmniej 250 A dla napięcia roboczego do 100 V. wentylatory są również zainstalowane. Aby ustabilizować sygnał wyjściowy na płycie wyjściowej, zainstalowano dławik.

Powrót do spisu treści

Jednostki kontrolne i zabezpieczające

Przekrój falownika spawalniczego

Falownik spawalniczy w przekroju.

Jednostka sterująca jest montowana na podstawie głównego oscylatora lub modulatora szerokopasmowego. Jeśli obwód jest zmontowany na podstawie generatora, to używa się mikroukładu w jego jakości. Oprócz tego, na płytce kontrolnej umieszczono dławik rezonansowy i kondensatory rezonansowe w ilości 6 lub 10 sztuk. Sterowanie kaskadowe realizowane jest przez transformator.

Schematy zabezpieczeń są zwykle montowane na płaskowyżu bloku energetycznego, aby chronić odpowiedni element. W celu ochrony przed przeciążeniami wykorzystywany jest obwód oparty na układzie 561LA7. W systemie ochrony prostowników i konwerterów stosowane są tłumiki oparte na kondensatorach K78-2 i rezystorach. Zabezpieczenie termiczne elementów bloku zasilającego zapewnione jest przez instalację przełączników termicznych.

Powrót do spisu treści

Przyczyny awarii falownika

Większość awarii inwerterów spawalniczych jest spowodowana zaburzeniami działania urządzeń. Częstą przyczyną zwarć w obwodach elektrycznych jest przenikanie wilgoci. Nieprzewidywalne skutki mogą powodować koncentrację pyłu wewnątrz falownika.

Często powodem naprawy urządzenia jest próba wykonania pracy, dla której falownik nie został zaprojektowany. Na przykład małe urządzenie nie jest w stanie zapewnić cięcia szyny kolejowej - spowoduje to nieplanowane przeciążenia.

Uproszczony obwód części zasilającej falownika spawalniczego

Uproszczony obwód części zasilającej falownika spawalniczego.

Z przyczyn krajowych należy zauważyć silny spadek napięcia w sieci. Można to zaobserwować wszędzie, ale jest szczególnie ważna w pracy na wsi i na obszarach wiejskich. Zmniejszenie napięcia do 190 V może mieć bardzo negatywny wpływ na działanie falownika.

Dość często awarie falownika spowodowane są złym jakościowo zamocowaniem przewodu zasilającego lub wyjściowego w listwach zaciskowych (zaciski na zaciskach). Wraz z osłabieniem kontaktu na skrzyżowaniu znajduje się strefa przegrzania, a czasami iskrzenie.

Naprawa falowników spawalniczych spowodowana awarią elementów obwodu występuje najczęściej przy użyciu części o niskiej jakości. Ponadto mogą wystąpić uszkodzenia w obwodach elektrycznych z powodu przegrzania elementów mocy, tj. jeśli ich chłodzenie nie wystarcza.

Powrót do spisu treści

Główne typy usterek

Wśród wielu możliwych wad należy wyróżnić główne typy. Przede wszystkim są to przypadki, gdy w obecności napięcia wejściowego na wyjściu falownika nie ma prądu. Takie nieprawidłowe działanie wynika z przepalonych bezpieczników lub naruszenia integralności obwodu elektrycznego, które może wystąpić w dowolnym obszarze falownika.

Schemat spawania inwertor z miękkim systemem zapłonu

Schemat falownika spawalniczego z układem miękkiego zapłonu.

Inny rodzaj awarii: prąd wyjściowy spawania nie osiąga pożądanych wartości nawet przy maksymalnych ustawieniach. Nieprawidłowe działanie falownika może być spowodowane zarówno niewystarczającym napięciem wejściowym, jak i utratą zacisków, jak również błędami, które wystąpiły w jednostce mocy.

Częste spontaniczne odłączenia falownika wskazują na zwarcie w obwodzie elektrycznym lub nadmierne przegrzanie elementów jednostki napędowej. W takim przypadku system ochrony działa normalnie i zapewnia awaryjne wyłączenie.

Niestabilność łuku spawalniczego i brak regulacji prądu spawania wskazują na występowanie usterek w jednostce mocy lub jednostce sterującej. Zwiększony hałas emitowany przez falownik wskazuje na obecność przeciążeń i może prowadzić do późniejszej awarii systemu. System ochrony falownika działa z naruszeniami. To samo można powiedzieć w przypadku, gdy samo urządzenie jest ogrzewane. W tym ostatnim przypadku do możliwych przyczyn dodano słabe mocowanie kabla w bloku zacisków.

Powrót do spisu treści

Ogólna procedura naprawy inwerterów spawalniczych

Jakakolwiek naprawa falownika do spawania powinna rozpocząć się od kontroli zewnętrznej. Wizualnie określone przez obecność mechanicznego uszkodzenia ciała i ślady zwarcia (czernienie, przepalenie). Następnie sprawdzana jest jakość mocowania kabli w zaciskach (na wejściu i wyjściu falownika).

Schemat blokowy prostownika wejściowego

Schemat blokowy prostownika wejściowego.

Niezależnie od wyników testu dokręć elementy zaciskowe za pomocą śrubokręta lub klucza. Sprawdź integralność bezpiecznika z testerem i, jeśli to konieczne, wymień go.

Jeżeli przyczyna usterki nie została usunięta, pokrywa falownika zostaje usunięta. Po zdjęciu osłony przeprowadza się kontrolę wizualną w celu zidentyfikowania przerw w obwodzie elektrycznym lub śladów skutków zwarcia. Zmierzone napięcie wejściowe i natężenie prądu wejściowego, a także ich wartości na wyjściu falownika spawalniczego za pomocą testera lub multimetru.

W przypadku braku oczywistych usterek wykonuje się blokowe sterowanie integralności obwodu elektrycznego. Test rozpoczyna się od zasilania i stopniowo przechodzi do innych bloków.

Powrót do spisu treści

Napraw przetwornicę mocy

Kontrola jednostki napędowej i jednostki sterującej polega na sprawdzeniu głównych elementów. Najczęstszą awarią bloku energetycznego jest uszkodzenie tranzystora mocy, dlatego test tego urządzenia powinien rozpocząć się od niego.

Zwykle uszkodzony tranzystor mocy ma oczywiste oznaki uszkodzenia (deformacja ciała, ślady wypalenia). Jeśli kontrola wzrokowa nie wystarczy, tranzystor powinien zadzwonić na multimetr. Nieudany tranzystor musi zostać wymieniony. Instalacja na płaskowyżu odbywa się za pomocą pasty termoprzewodzącej KPT-8.

Wadą tranzystora, z reguły, towarzyszy awaria jednego z sterowników. Te tranzystory sterujące (lub chipy) powinny być sprawdzane za pomocą omomierza. Wszystkie wadliwe części muszą być niesprzedane i zastąpione nowymi.

Mostki diodowe prostownika są zwykle bardziej niezawodne niż tranzystory, ale należy je również sprawdzić. W celu dokładniejszego określenia uszkodzenia należy całkowicie usunąć mostek diodowy z plateau i zadzwonić w stan, w którym wszystkie diody są ze sobą połączone. Gdy rezystancja jest bliska zeru, należy poszukać określonej diody, która się nie powiodła. Wadliwa dioda jest wymieniana.

Należy pamiętać, że instalując analog, należy spełnić warunek, że falowniki zwykle wykorzystują diody szybkobieżne, a także muszą być zmienione dla szybkich diod o tej samej mocy. Podczas wymiany należy zwrócić szczególną uwagę na chłodzenie grzejnika montażowego. Po podłączeniu do diody należy użyć pasty termoprzewodzącej KPT-8.

Naprawa jednostki sterującej wiąże się z weryfikacją parametrów części emitujących sygnały typów złożonych. Powoduje to problemy w rozwiązywaniu problemów z oscyloskopami. Naprawa urządzenia powinna zostać powierzona specjalistom.

W przypadku przegrzania elementów w jednostce mocy urządzenie nie wyłącza się, a następnie należy szukać usterki w łącznikach termicznych.

Aby to zrobić, najpierw musisz sprawdzić wiarygodność ich przyłączenia do części, w której kontrolowana jest temperatura. Jeśli okaże się, że wyłącznik termiczny nie działa, należy go wymienić.

Powrót do spisu treści

Niezbędne narzędzie

Podczas kontroli i naprawy falowników istnieje zapotrzebowanie na następujące narzędzia i przyrządy pomiarowe:

  • szczypce;
  • 40 W i nie mniej niż 100 W lutownic;
  • śrubokręt;
  • klucze i klucze końcowe;
  • nóż;
  • obcinacze;
  • tester;
  • amperomierze 50 A i 250 A;
  • woltomierze przy 50 V i 250 V;
  • licznik częstotliwości;
  • oscyloskop;
  • omomierz;
  • zacisk;
  • mikrometr

Awaria inwertera spawalniczego nie zawsze stanowi duży problem. Jeśli poprawnie przeanalizujesz przyczyny jego awarii i znajdziesz usterkę, naprawę można wykonać samodzielnie.

Dodaj komentarz