В последние годы завоевали популярность инверторные сварочные аппараты. Эта техника относительно недорогая, удобная в работе, позволяющая выполнять большинство работ. По крайней мере, в быту, домашнем строительстве, в гараже.
Все инверторные сварочные аппараты построены, несмотря на обилие марок, по одному и тому же принципу. Выходной ток сварочного инвертора достигает 140 А и более при напряжении дуги примерно 25 В. Параметры схемы подобраны так, чтобы от однофазной сети потреблялась мощность порядка 4-5 кВт. Производитель, как правило, — Китай. У одних пользователей аппараты служат годами, у других — несколько дней или недель. В большинстве случаев вышедший из строя аппарат можно отремонтировать.
Причин, по которым выходит из строя эта техника несколько:
- попадание внутрь влаги (хотя во многих изделиях платы покрывают лаком) и пыли, особенно металлической. Опытные сварщики рекомендуют пользоваться «болгаркой» в удалении от сварочного аппарата, поскольку его вентилятор охлаждения затянет проводящую пыль внутрь корпуса;
- некачественные контакты в проводах подключения напряжения сети, слишком длинные провода;
- отказы вентиляторов охлаждения с последующим их заклиниванием.
Для эффективного ремонта этих изделий необходим осциллограф, который следует запитать (от сети 230 В / 50 Гц) через разделительный трансформатор. Для этого можно использовать силовой трансформатор от старого цветного телевизора. Включение через трансформатор исключит возможное поражение ремонтника током, поскольку вся силовая цепь сварочного инвертора гальванически связана с сетью 230 В / 50 Гц.
Опыт ремонта таких аппаратов показывает, что большинство неисправностей связано с отказами реле плавного пуска и вторичного источника питания (ВИП). При отказе ВИП аппарат не включается. ВИП обычно вырабатывают напряжение 12, 15 или 24 В. Мощность его ограничена, почти всегда он работает в тяжелом режиме и при скачках сетевого напряжения, заклинивании питающихся от него вентиляторов обдува, сразу выходит из строя. При этом нередко разрушаются обмотки его трансформатора. Трансформатор легко разбирается после 5 минут кипячения в воде и перематывается. В качестве межобмоточной изоляции удобно при менять высокотемпературный скотч, а при его отсутствии — ленты, нарезанные из кухонного рукава для запекания.
Наиболее тяжелые случаи — это когда произошел отказ силовых IGBT или FET транзисторов. Просто менять их бессмысленно — «сгорят» снова. Как правило, «сгорание» сопровождается коротким замыканием по цепи сетевого питания. «Прозвонка» мультиметром показывает, что закорочены плюс и минус сглаживающих конденсаторов выпрямителя сети 300 В.
В этом случае сразу выпаиваем все силовые транзисторы, все диоды их обвязки и проверяем. Проверяем выпрямительные диоды сетевого напряжения. Иногда половина силовых транзисторов остается цела (первые включения можно будет сделать на них).
Можно попробовать включить инвертор без силовых транзисторов. Если ВИП цел, схема включится, щелкнет реле плавного пуска, но будет светиться индикатор аварии (напряжения на выходе инвертора нет). Если от внешнего источника питания подать на выходные зажимы 25-30 В, индикатор аварии должен погаснуть. На выходе платы управления при этом наблюдаются импульсы управления разных частот: с аварией 10-20кГц, без аварии — 45-50 кГц. Частоту проверять обязательно!
Многие IGBT при частоте импульсов на их затворах 70- 80 кГц выходят из строя. А качество керамических конденсаторов платы управления «сделано в Китае», от которых эта частота зависит, сами знаете какое. Это, кстати, одна из причин «беспричинного» выхода из строя силовых транзисторов, просто при включении аппарата.
Нужно проверить наличие и форму импульсов управления непосредственно на контактах входов IGBT, припаяв конденсатор номиналом 1500-2000пФ и параллельно резистор 200 Ом вместо затворов. Импульсы должны быть одинаковые, амплитудой не менее 12 В с некоторым заходом в отрицательную область напряжений. При малейших отличиях — проверять элементы драйвера.
Во избежание тяжелых повреждений и прогаров в платах первое включение после ремонта лучше делать через последовательно включенную в сеть лампу накаливания 230 В 100 Вт.
Только получив одинаковые импульсы управления, можно впаять пару транзисторов, даже без радиаторов и попробовать включить сварочный инвертор в сеть.
Включили, запустилось. Авария не горит. На выходе инвертора 66-80 Вольт. Не спешите варить! Проверьте работу обратной связи по току. При отсутствии балласта, подойдет резистор 2-3 Ом, составленный из нескольких параллельно. Можно поместить его в воду. Ручку регулятора ставим на минимум сварочного тока. Наблюдая осциллографом импульсы на затворах выходных транзисторов, кратковременно подключаем к выходу сварочного инвертора данную импровизированную нагрузку и видим срабатывание петли регулирования по изменению ширины управляющих импульсов под нагрузкой.
Только теперь можно окончательно собрать силовую часть и пробовать варить.
Нередко в петле регулирования, после повреждения сварочного инвертора, остаются неисправности, и при попытке варить развивается ничем не ограниченный ток — происходит «бах» с кучей вышедших из строя элементов…
Главное в ремонте — не спешить, двигаясь по порядку, устанавливая силовые транзисторы в последнюю очередь, когда все проверено и просмотрено.
Гамма IGBT транзисторов очень широка по номенклатуре и ценам. Выбирайте любые, какие вам доступны. Желательно по образцовому фото от проверенного производителя выбирать приборы с лазерной гравировкой названия. В некоторых приборах нет встроенных демпферных диодов — такие приборы дешевле, но надежно работать не будут. Поэтому проверяйте наличие демпферов заранее по даташиту.
Автор: Аркадий Солуня, г. Щучинск, Казахстан
Источник: Электрик №1-2/2018