В настоящее время инверторная сварка нашла широкое применение в самых разных областях. Эти аппараты считаются очень надежными и долговечными. Однако несмотря на все положительные качества, они иногда выходят из строя. В таких случаях при отсутствии специализированных мастерских, особую актуальность приобретает вопрос, как выполнить ремонт сварочного инвертора своими руками. Проведение подобного ремонта не является неразрешимой проблемой. Вполне достаточно основных знаний электротехники, конструктивных особенностей аппарата, а также основные методы и последовательность проведения ремонтных работ в соответствии с выявленными неисправностями.
Принцип работы сварочного инвертора
Традиционный инверторный аппарат по своей сути является источником постоянного тока, обеспечивающим зажигание и поддержку электрической дуги в процессе сварки металлических деталей и конструкций. Основным принципом работы устройства служит высокочастотная трансформация тока, обладающего значительной силой. За счет этого размеры трансформатора существенно уменьшаются, а выходной ток становится более стабильным и хорошо поддается регулировке.
Получение тока с нужными параметрами происходит в несколько этапов:
- В начале поступающий из сети ток подвергается первичному выпрямлению.
- Далее, первичный постоянный ток трансформируется в ток с высокой частотой.
- С помощью высокочастотного трансформатора сила тока увеличивается, а величина напряжения соответственно уменьшается.
- В завершение, на выходе осуществляется вторичное выпрямления тока до нужного значения.
Для выпрямления тока используются диодные мосты с необходимой мощностью. Частота изменяется под действием транзисторов повышенной мощности. Получение необходимой силы тока на выходе обеспечивается с помощью трансформатора высокой частоты.
Конструкция сварочного инвертора
В состав стандартного инвертора входят несколько блоков. Среди них следует отметить блок питания, предназначенный для стабилизации входных сигналов. Схема данного элемента состоит из многообмоточного дросселя, управляемого с помощью транзисторов, а также конденсатора, в котором накапливается энергия. В дроссельной системе управления используются диоды. Блок питания как правило отделяется от других элементов и блоков специальной металлической перегородкой.
Основной деталью сварочного инвертора считается силовой блок. С его непосредственным участием происходит весь цикл преобразования, начиная от первичного тока, выходящего из блока питания, и заканчивая сварочным током на выходе. В состав силового блока входят платы первичного выпрямителя, инверторного преобразователя, трансформатора высокой частоты и вторичного выпрямителя.
Первичный выпрямитель изготовлен в виде диодного моста, на который происходит подача электротока, не превышающего 40 ампер. Чаще всего подается от 25 до 32 А. Значение напряжения составляет 200-250 вольт, а частота 50 Гц. Конструкция инверторного преобразователя выполнена в виде мощного силового транзистора, рассчитанного на ток в 32 А, напряжение до 400 В и мощность не ниже 8 кВт. Выход сигнала из преобразователя имеет частоту от 50 до 55 кГц, максимально 100 кГц.
Основой трансформатора высокой частоты служат обмотки из тонкой медной ленты, позволяющие увеличивать силу тока до 200-250 ампер. При этом напряжение во вторичной обмотке не превышает 40 вольт. В схему вторичного выпрямителя входят мощные диоды, рассчитанные на рабочий ток не ниже 250 ампер, с рабочим напряжением не более 100 вольт. Вся конструкция инвертора в обязательном порядке охлаждается радиаторами и вентиляторами. Выходной сигнал стабилизируется с помощью дросселя, установленного на выходной плате.
Управление и защита
Системы управления и защиты играют важную роль в обеспечении надежной и устойчивой работы сварочного инвертора. Основой блока управления служит задающий генератор с использованием специальной микросхемы или широкоимпульсный модулятор. Плата управления дополняется резонансным дросселем и резонансными конденсаторами в количестве от 6 до 10 единиц. Трансформатор обеспечивает каскадную систему управления.
Защитная схема чаще всего собирается на плате силового блока, обеспечивая защиту соответствующих частей и элементов. Защита от перегрузок осуществляется с помощью специальной платы, основой которой является микросхема 561ЛА7. Выпрямители и преобразователь защищаются путем использования снабберов, включающих в себя резисторы и конденсаторы К78-2. Для тепловой защиты элементов, установленных в силовом блоке, применяются термовыключатели.
Почему инверторы выходят из строя
Многие поломки и неисправности сварочных инверторов возникают в результате нарушений правил эксплуатации. Нередко внутрь устройства попадает влага, вызывая короткие замыкания. К негативным последствиям может привести пыль, концентрирующаяся внутри аппарата.
Инверторы очень часто выходят из строя при попытках выполнения работ, на которые они не рассчитаны. Это происходит из-за существенных перегрузок. Поломки нередко случаются в результате сильного падения сетевого напряжения, особенно при работе в загородных домах и в сельской местности. Критичным становится снижение напряжения до 190 вольт и более.
Поломка инвертора может быть вызвана некачественным креплением в контактных колодках входного или выходного кабеля. Ослабленные контакты в местах соединений приводят к появлению в этих местах зоны перегрева. В некоторых случаях наблюдается искрение.
Довольно частой причиной становится использование некачественных деталей при ремонте аппаратов и замене схем. Кроме того, в электрических схемах возникают повреждения, вызванные перегревом силовых элементов из-за недостаточного охлаждения.
Основные неисправности сварочных инверторов
Существуют определенные виды неисправностей, характерные именно для сварочных инверторов. Среди них в первую очередь нужно отметить следующие:
- Входное напряжение имеется, но ток на выходе устройства отсутствует. Чаще всего это происходит из-за перегорания предохранителей или нарушенной целостности цепей, которая может появиться в любом месте устройства.
- Сварочный ток на выходе не достигает нужного значения, несмотря на максимальные регулировки. Причиной может стать недостаточное входное напряжение, а также неисправности силового блока и потери в контактных зажимах.
- Инвертор самопроизвольно отключается, что указывает на наличие короткого замыкания в цепи или перегревание элементов, установленных в силовом блоке. В то же время защита срабатывает нормально, в том числе и аварийное отключение.
- Сварочная дуга нестабильная, сварочный ток отрегулировать невозможно. Подобная ситуация возникает из-за неполадок в блоке управления или силовом блоке.
- Работа инвертора сопровождается повышенным шумом. Это связано с возможными перегрузками и может вызвать поломку оборудования.
- Сбой в работе защитной системы инвертора, сопровождающийся сильным нагревом всего устройства.
Порядок действий при проведении ремонтных работ
Прежде чем выполнять ремонт сварочного инвертора, необходимо произвести внешний осмотр устройства. Визуально определяются механические повреждения корпуса, а также черные пятна и прожоги, указывающие на возможные короткие замыкания. Кроме того, проверяется качество крепления кабелей во входных и выходных контактных колодках.
В любом случае все имеющиеся зажимы подтягиваются с помощью отвертки или ключей. Работоспособность предохранителей проверяется тестером, неисправные элементы подлежат замене.
Если первичные действия не позволили устранить неисправность, то следующим этапом будет снятие крышки корпуса устройства. При снятой крышке выполняется осмотр внутреннего содержимого, чтобы выявить возможные обрывы электрических цепей и действия коротких замыканий. Далее, необходимо измерить значения входного тока и напряжения, а затем выполнить такие же замеры на выходе. Для проведения измерений применяется тестер или мультиметр. В случае отсутствия видимых неисправностей, целостность цепи проверяется путем поблочного контроля всех систем и частей аппарата. В начале проверяется блок питания, а после него все остальные блоки.
Как отремонтировать силовой блок инвертора
Силовой блок играет важную роль в обеспечении общей работоспособности сварочного инвертора. Поэтому его проверка осуществляется в первую очередь, сразу же после блока питания. Одновременно рекомендуется проверять и блок управления. Как правило неисправность силового транзистора сопровождается ярко выраженными следами повреждений в виде следов прогара, деформации корпуса и других признаков.
Если визуальный осмотр не дал положительных результатов, рекомендуется проверить транзистор с помощью мультиметра. В случае неисправности транзистора, он должен быть заменен. При установке нового транзистора на плату используется специальная термопаста марки КПТ-8. Другой причиной неисправности может стать драйвер, вышедший из строя. Данная микросхема является транзистором управления и проверяется омметром. При обнаружении неисправных деталей их нужно аккуратно отпаять от платы и заменить новыми.
Проверка диодных мостов также должна быть проведена, несмотря на более высокую надежность этих элементов по сравнению с транзисторами. Для того чтобы точно установить неисправность, диодный мост полностью снимается с платы и проверяется в том состоянии, когда все диоды соединяются друг с другом. Если значение сопротивления близко к нулевому, необходимо определять уже конкретный неисправный диод.
При замене диода следует помнить, что в инверторах как правило применяются быстродействующие элементы. Поэтому устанавливать нужно только аналогичные марки с такой же мощностью. Крепление радиатора охлаждения и соединение его с диодом должно выполняться при помощи теплопроводной пасты КПТ-8. В процессе ремонта блока управления проверяются параметры деталей, выдающих сложные виды сигналов. Этот фактор может вызвать проблемы с диагностикой в случае использования осциллографа. Поэтому такие ремонтные работы рекомендуется проводить с привлечением специалистов.
В случае неисправности термовыключателя, в силовом блоке не отключается аппаратура в случае перегрева. В первую очередь проверяется надежность его крепления к тому участку, где осуществляется контроль температуры. Если термовыключатель определяется как нерабочий, его нужно заменить.
Инструменты для ремонта инвертора
Для того чтобы выполнить ремонт сварочного инвертора своими руками потребуется: паяльник, мощностью 40-100 Вт, отвертка, плоскогубцы, кусачки, ключи и нож. Проведение измерений осуществляется с помощью амперметра, омметра и вольтметра, частотомера и осциллографа. Замеры, требующие высокой точности, выполняются штангенциркулем и микрометром.