Мастера сварочного дела все чаще выбирают инверторные сварочные аппараты из-за их компактных размеров, легкой конструкции и доступной цены. Однако, как и любое другое оборудование, эти машины могут выйти из строя либо из-за неправильного использования, либо из-за недостатков конструкции. Несмотря на то, что некоторые проблемы можно решить, изучив устройство инвертора и выполнив ремонт самостоятельно, существуют и поломки, которые под силу устранить только профессиональному сервисному центру.
Устройство сварочного инвертора
Сварочные инверторы, в зависимости от модели, способны работать как от стандартной бытовой электросети (220 В), так и от трехфазной сети (380 В). Решающим фактором, который необходимо учитывать при подключении устройства к бытовой сети, является его энергопотребление. Если потребление превышает возможности электропроводки, устройство не сможет эффективно функционировать. Итак, инверторный сварочный аппарат состоит из следующих основных модулей.
- Первичный выпрямительный блок — важнейший элемент всей электрической цепи аппарата. Он состоит из диодного моста и расположен на входе. Аппарат получает переменное напряжение от сети. Для предотвращения перегрева на выпрямителе установлен радиатор, который охлаждается внутренним вентилятором. Кроме того, диодный мост оснащен защитой от перегрева. Защита осуществляется с помощью температурного датчика, который разрывает цепь, когда температура диодов достигает 90 градусов Цельсия.
- Электромагнитные помехи — распространенная проблема, возникающая при преобразовании тока в инверторах. Помехи могут вызвать сбои в работе других приборов, подключенных к электрической сети. Для решения этой проблемы перед выпрямителем установлен помехоподавляющий фильтр.
- Инвертор отвечает за преобразование переменного напряжения в постоянное. Обычно используются два типа инверторов: двухцикловые полумостовые и полномостовые. На схеме ниже показан полумостовой преобразователь, который включает 2 транзисторных ключа (обычно MOSFET или IGBT), обычно встречающихся в инверторах средней ценовой категории. Диоды и транзисторы оснащены теплоотводами для улучшения отвода тепла. Кроме того, перед транзисторным блоком установлен RC-фильтр, защищающий его от скачков напряжения.
- После преобразователя установлен высокочастотный трансформатор для снижения высокочастотного напряжения до 60-70 В. Использование в конструкции ферритового магнитопровода позволяет уменьшить вес и габариты, а также снизить потери мощности и повысить общую эффективность оборудования. Например, трансформатор с железным магнитопроводом, рассчитанный на ток 160 А, будет весить около 18 кг. Однако трансформатор с ферритовым магнитопроводом и идентичными токовыми возможностями будет весить всего 0.3 kg.
- В системе используется вторичный выходной выпрямитель. В аппарате используется уникальный мост с диодами, специально разработанными для работы с высокочастотным током с исключительной скоростью (примерно 50 наносекунд на открытие, закрытие и восстановление), что превосходит возможности стандартных диодов. Для предотвращения перегрева к мосту прикреплены радиаторы. Кроме того, в выпрямителе предусмотрена защита от скачков напряжения, которая достигается за счет применения RC-фильтра. Для обеспечения надежного соединения между силовым кабелем и кабелем заземления на выходе модуля расположены две медные клеммы.
- За управление всеми операциями инвертора отвечает микропроцессор. Оно получает информацию от различных датчиков, расположенных по всему устройству, и контролирует его работу. Микропроцессор обеспечивает выбор идеальных параметров тока для сварки различных типов металлов. Кроме того, оно помогает экономить электроэнергию, подавая точно рассчитанную и дозированную нагрузку.
- Для предотвращения перегорания выпрямительных диодов при запуске инвертора используется реле плавного пуска. Это реле постепенно вводит высокий ток от заряженных конденсаторов, защищая диоды от повреждения.
Вот иллюстрация, наглядно демонстрирующая принцип работы сварочного инвертора.
Итак, принцип работы данного модуля сварочного аппарата можно описать следующим образом. Начальный выпрямитель инвертора получает напряжение либо от бытовой электросети, либо от бензиновых или дизельных генераторов. Входящий ток имеет переменный характер, но после прохождения через диодный блок он превращается в постоянный постоянный ток. Затем этот выпрямленный ток поступает в инвертор, где он преобразуется обратно в переменный ток, но с измененными частотными характеристиками, то есть становится высокочастотным током. Далее это высокочастотное напряжение снижается трансформатором примерно до 60-70 В при одновременном увеличении тока. На следующем этапе ток снова проходит через выпрямитель, где преобразуется в постоянный ток, после чего подается на выходные клеммы модуля. Весь процесс преобразования тока контролируется микропроцессорным блоком управления.
Причины неисправностей инверторов
Современные инверторные системы, особенно те, в которых используются IGBT-модули, предъявляют высокие требования к эффективности работы. Это объясняется тем, что в процессе работы эти внутренние модули выделяют значительное количество тепла. Хотя для отвода тепла от силовых компонентов и электронных плат применяются такие меры, как радиаторы и вентиляторы, они могут оказаться недостаточными в более доступных устройствах. Поэтому необходимо неукоснительно соблюдать рекомендации, изложенные в руководстве по эксплуатации устройства, в том числе периодически выключать его, чтобы обеспечить достаточное охлаждение.
Этот показатель принято называть "временем включения" (OT), и измеряется в процентах. Несоблюдение указаний по ОТ может привести к перегреву основных компонентов устройства и его окончательному выходу из строя. В случае, если это произойдет с новым устройством, гарантийный ремонт не будет применяться.
Однако чаще всего инверторы выходят из строя при работе в условиях низких температур. Как правило, причиной поломки является образование конденсата на нагретой плате управления, что приводит к короткому замыканию между различными компонентами этого электронного модуля.
Особенности ремонта
Отличительной особенностью инверторов является наличие электронной платы управления, поэтому диагностика и устранение неисправностей в этом компоненте должны выполняться только квалифицированным специалистом. Кроме того, могут выходить из строя и другие элементы электрической цепи, такие как диодные мосты, транзисторные блоки, трансформаторы и т.д. Для самостоятельного проведения диагностики необходимо обладать необходимыми знаниями и навыками работы с измерительными приборами, такими как осциллограф и мультиметр.
Исходя из вышеизложенного, становится очевидным, что пытаться ремонтировать устройство, в частности его электронные компоненты, без необходимых навыков и знаний не рекомендуется. В противном случае можно вывести из строя весь аппарат, а стоимость ремонта сварочного инвертора может составить половину стоимости нового.
Основные неисправности устройства и их диагностика
Как уже говорилось ранее, инверторы могут выходить из строя из-за воздействия внешних факторов на важнейшие компоненты устройства. Кроме того, проблемы со сварочными инверторами могут возникнуть из-за неправильной эксплуатации или ошибок в настройках оборудования. Наиболее распространенными неисправностями или нарушениями в работе инверторов являются следующие.
Часто эта неисправность возникает из-за дефекта основного кабеля устройства. Следовательно, первым шагом будет снятие крышки аппарата и осмотр каждого провода кабеля с помощью тестера. Однако если кабель, судя по всему, находится в хорошем состоянии, потребуется более тщательная оценка инвертора. Проблема может быть связана с резервным питанием устройства. Вы можете найти демонстрацию ремонта "дежурки" Работа инвертора "Ресанта" на следующем видео.
Нестабильность сварочной дуги или разбрызгивание металла
Эта проблема может возникнуть, если сила тока для определенного диаметра электрода установлена неверно.
Совет: если рекомендуемый ток не указан на упаковке электрода, его можно определить по следующей формуле: на каждый миллиметр электрода сварочный ток должен быть в пределах 20-40 А.
Также важно учитывать скорость сварки. Чем ниже скорость, тем меньше значение силы тока, которое должно быть установлено на панели управления аппарата. Кроме того, для согласования силы тока с диаметром присадки можно воспользоваться приведенной ниже таблицей.
Сварочный ток не регулируется
Если сварочный ток не контролируется, это может быть связано с неисправностью регулятора или повреждением соединений проводов. Чтобы устранить неисправность, необходимо снять крышку устройства и осмотреть соединения проводов, убедившись в их надежности. Кроме того, вы можете проверить регулятор с помощью мультиметра. Если все соединения в порядке и регулятор работает исправно, проблема может заключаться в коротком замыкании в дросселе или неисправном вторичном трансформаторе. Чтобы определить причину, проверьте эти компоненты с помощью мультиметра. При выявлении неисправности необходимо заменить поврежденные детали или обратиться за помощью к профессионалам для перемотки.
Чрезмерное потребление энергии, даже когда устройство находится в режиме ожидания, часто приводит к случайному короткому замыканию в одном из трансформаторов. Самостоятельный ремонт в таких ситуациях невозможен. Вы должны отнести трансформатор к специалисту для перемотки.
Электрод прилип к металлу
Если в сети снижается напряжение, это может привести к прилипанию электрода к свариваемым деталям. Чтобы предотвратить это, важно правильно выбрать и настроить режим сварки в соответствии с инструкцией к аппарату. Еще одной потенциальной причиной падения напряжения является использование удлинителя с малым сечением провода (менее 2.5 мм²).
В некоторых случаях залипание электрода может произойти при использовании слишком длинного удлинителя. Для решения этой проблемы рекомендуется подключить инвертор к генератору.
Горит лампочка перегрева
Если загорелся индикатор, это означает, что основные модули устройства перегреваются. Кроме того, устройство может неожиданно отключиться, что свидетельствует о срабатывании тепловой защиты. Чтобы предотвратить подобные перебои в будущем, важно соблюдать правильное время работы (OT). Например, если SP установлен на 70%, устройство следует эксплуатировать следующим образом: запустить устройство на 7 минут, а затем дать ему остыть в течение 3 минут.
В действительности существует множество возможных неисправностей и причин, которые могут их вызвать, и перечислить их все довольно сложно. Поэтому желательно сразу разобраться с алгоритмом диагностики, который используется для выявления неисправностей сварочного инвертора. О том, как диагностировать устройство, вы можете узнать, посмотрев обучающее видео, представленное ниже.
