Тепловая защита в сварочных инверторах

Обновлено: 01.06.2024

Характеристики большинства бюджетных инверторов нельзя назвать выдающимися, в то же время мало кто откажется от удовольствия использовать оборудование со значительным запасом надёжности. Между тем существует немало способов усовершенствовать недорогой сварочный инвертор.

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

Узлы, пригодные к модернизации

Важнейший параметр любого сварочного аппарата — вольт-амперная характеристика (ВАХ), за счёт неё и обеспечивается стабильное горение дуги при разной её длине. Правильная ВАХ создаётся микропроцессорным управлением: маленький «мозг» инвертора на ходу меняет режим работы силовых ключей и мгновенно подстраивает параметры сварочного тока. К сожалению, каким либо образом перепрограммировать бюджетный инвертор нельзя — управляющие микросхемы в нём аналоговые, а замена на цифровую электронику требует незаурядных знаний схемотехники.

Однако «умений» управляющей схемы вполне достаточно, чтобы нивелировать «криворукость» начинающего сварщика, ещё не научившегося стабильно удерживать дугу. Гораздо правильнее сосредоточиться на устранении некоторых «детских» болезней, первая из которых — сильный перегрев электронных компонентов, ведущий к деградации и разрушению силовых ключей.

Вторая проблема — использование радиоэлементов сомнительной надёжности. Устранение этого недостатка сильно снижает вероятность возникновения поломок через 2–3 года эксплуатации аппарата. Наконец, даже начинающему радиотехнику будет вполне по силам реализовать индикацию фактического сварочного тока для возможности работы со специальными марками электродов, а также провести ряд других мелких доработок.

Улучшение теплоотвода

Первый недостаток, которым грешит подавляющее большинство недорогих инверторных аппаратов — плохая схема отвода тепла с силовых ключей и выпрямительных диодов. Начинать доработку в этом направлении лучше с увеличения интенсивности принудительного обдува. Как правило, в сварочных аппаратах устанавливают корпусные вентиляторы с питанием от служебных цепей напряжением 12 В. В «компактных» моделях принудительное воздушное охлаждение может вовсе отсутствовать, что для электротехники такого класса, безусловно, нонсенс.

Достаточно просто увеличить воздушный поток путём установки нескольких таких вентиляторов последовательно. Проблема в том, что «родной» кулер скорее всего придётся снять. Чтобы эффективно работать в последовательной сборке, вентиляторы должны иметь идентичную форму и число лопастей, а также скорость вращения. Собрать одинаковые кулеры в «стопку» крайне просто, достаточно стянуть их парой длинных болтов по диаметрально противоположным угловым отверстиям. Также не стоит беспокоиться о мощности источника служебного питания, как правило её достаточно для установки 3–4 вентиляторов.

Если внутри корпуса инвертора недостаточно места для установки вентиляторов, можно приладить снаружи один высокопроизводительный «канальник». Его установка проще по той причине, что не требуется подключение к внутренним цепям, питание снимается с клемм кнопки включения. Вентилятор, разумеется, должен устанавливаться напротив вентиляционных жалюзеек, часть которых можно вырезать, чтобы снизить аэродинамическое сопротивление. Оптимальное направление потока воздуха — на вытяжку из корпуса.

Второй способ улучшить теплоотвод — замена штатных алюминиевых радиаторов на более производительные. Новый радиатор нужно выбирать с наибольшим количеством как можно более тонких рёбер, то есть с наибольшей площадью контакта с воздухом. Оптимально в этих целях использовать радиаторы охлаждения компьютерных ЦП. Процесс замены радиаторов довольно прост, достаточно соблюдать несколько простых правил:

Если штатный радиатор изолирован от фланцев радиоэлементов слюдой или резиновыми прокладками, их нужно сохранить при замене.
Для улучшения теплового контакта нужно использовать кремнийорганическую термопасту.
Если радиатор нужно подрезать, чтобы он поместился в корпус, обрезанные рёбра нужно тщательно обработать надфилем, чтобы снять все заусенцы, иначе на них будет обильно оседать пыль.
Радиатор должен быть плотно прижат к микросхемам, поэтому предварительно на нём нужно разметить и просверлить крепёжные отверстия, возможно, потребуется нарезать резьбу в теле алюминиевой подошвы.

Дополнительно отметим, что нет смысла менять штучные радиаторы отдельно стоящих ключей, замене подвергаются только теплоотводы интегральных схем или нескольких высокомощных транзисторов, установленных в ряд.

Индикация сварочного тока

Даже если на инверторе установлен цифровой индикатор установки тока, он показывает не реальное его значение, а некую служебную величину, масштабированную для наглядного отображения. Отклонение от фактической величины тока может составлять до 10%, что неприемлемо при использовании специальных марок электродов и работе с тонкими деталями. Получить реальное значение сварочного тока можно путём установки амперметра.

В пределах 1 тысячи рублей обойдётся цифровой амперметр типа SM3D, его даже можно аккуратно встроить в корпус инвертора. Основная проблема в том, что для измерения столь высоких токов требуется подключение через шунт. Его стоимость находится в пределах 500–700 рублей для токов в 200–300 А. Обратите внимание, что тип шунта должен соответствовать рекомендациям производителя амперметра, как правило, это вставки на 75 мВ с собственным сопротивлением порядка 250 мкОм для предела измерения в 300 А.

Установить шунт можно либо на плюсовую, либо на минусовую клемму изнутри корпуса. Обычно размеров соединительной шины достаточно для подключения вставки длиной около 12–14 см. Изгибать шунт нельзя, поэтому если длины соединительной шины недостаточно, её нужно заменить медной пластиной, косичкой из очищенного однопроволочного кабеля или отрезком сварочной жилы.

Амперметр подключается измерительными выходами к противоположным зажимам шунта. Также для работы цифрового прибора требуется подать напряжение питания в диапазоне 5–20 В. Его можно снять с проводов подключения вентиляторов или найти на плате точки с потенциалом для питания управляющих микросхем. Собственное потребление амперметра ничтожно.

Повышение продолжительности включения

Продолжительность включения в контексте сварочных инверторов более разумно называть продолжительностью нагрузки. Это та часть десятиминутного интервала, в которой инвертор непосредственно выполняет работу, оставшееся время он должен пребывать на холостом ходу и охлаждаться.

Для большинства недорогих инверторов реальная ПН составляет 40–45% при 20 °С. Замена радиаторов и устройство интенсивного обдува позволяют увеличить этот показатель до 50–60%, но это далеко не потолок. Добиться ПН порядка 70–75% можно путём замены некоторых радиоэлементов:

Конденсаторы обвязки ключей инвертора нужно поменять на элементы той же ёмкости и типа, но рассчитанные под более высокое напряжение (600–700 В);
Диоды и резисторы из обвязки ключей следует заменить на элементы с большей рассеиваемой мощностью.
Выпрямительные диоды (вентили), а также MOSFET или IGBT-транзисторы можно заменить на аналогичные, но более надёжные.

О замене самих силовых ключей стоит рассказать отдельно. Для начала следует переписать маркировку на корпусе элемента и найти подробный даташит на конкретный элемент. По паспортным данным выбрать элемент для замены достаточно просто, ключевыми параметрами служат пределы частотного диапазона, рабочее напряжение, наличие встроенного диода, тип корпуса и предельный ток при 100 °С. Последний лучше рассчитать собственноручно (для высоковольтной стороны с учётом потерь на трансформаторе) и приобрести радиоэлементы с запасом предельного тока около 20%. Из производителей такого рода электроники наиболее надёжными считаются International Rectifier (IR) или STMicroelectronics. Несмотря на довольно высокую цену, крайне рекомендуется приобретать детали именно этих брендов.

Намотка выходного дросселя

Одним из наиболее простых и в то же время самых полезных дополнений для сварочного инвертора будет намотка индуктивной катушки, сглаживающей пульсации постоянного тока, которые неизбежно остаются при работе импульсного трансформатора. Основная специфика такой затеи в том, что дроссель изготавливается индивидуально для каждого отдельного аппарата, а также может со временем корректироваться по мере деградации электронных компонентов или при изменении порога мощности.

Для изготовления дросселя понадобится всего ничего: изолированный медный проводник сечением до 20 мм 2 и сердечник, желательно из феррита. В качестве магнитопровода оптимально подойдёт либо ферритовое кольцо, либо сердечник броневого трансформатора. Если магнитопровод набран из листовой стали, его нужно просверлить в двух местах с отступом около 20–25 мм и стянуть заклёпками, чтобы иметь возможность беспроблемно прорезать зазор.

Дроссель начинает работать, начиная от одного полного витка, однако реальный результат виден, начиная с 4–5 витков. При испытаниях следует добавлять витки до тех пор, пока дуга не начнёт ощутимо сильно тянуться, мешая отрыву. Когда варить с отрывом станет затруднительно, нужно скинуть с катушки один виток и подключить параллельно дросселю лампу накаливания на 24 В.

Тонкая настройка дросселя выполняется с помощью сантехнического винтового хомута, которым можно уменьшить зазор в сердечнике, либо деревянного клина, которым этот зазор можно увеличить. Нужно добиваться, чтобы горение лампы при розжиге дуги было максимально ярким. Рекомендуется изготовить несколько дросселей для работы в диапазонах до 100 А, от 100 до 200 А и более 200 А.

Заключение

Все «навесные» дополнения, такие как дроссель или амперметр, лучше монтировать отдельной приставкой, которая включается в разрыв любой из сварочных жил посредством штекера типа байонет. Таким образом внутри корпуса инвертора сохранится достаточно пространства для вентиляции, а дополнительные устройства можно будет легко отключить за ненадобностью.

Нужно помнить, что кардинальной, глубокой модернизации провести не получится, иными словами, «РЕСАНТУ» в KEMPPI разумными силами и средствами не превратить. Однако изготовление приспособлений и мелкая доработка оборудования — отличный способ лучше изучить технологию дуговой сварки и проникнуться профессиональными тонкостями.

Произвольное срабатывание тепловой защиты в сварочном инвертере

1. по первому пункту можно высказать сожаление
2. по второму можно предположить, что либо инвертор не работает, либо.
Интересно, а на какое экспертное мнение можно рассчитывать с таким вопросом?

Относительно какого экспертного мнения я ожидаю.
Думаю что мой случай не уникальный, при совершенно стандартных условиях инвертер ведет себя таким образом в моем понимании в ряде случаев:
1. Самое простое - дохлый прибор, но при возврате инвертер работал в магазине нормально, кроме того аналогичное поведение второго прибора наталкивает на мысль "что дело было не в бабине".
2. Отсутствие заземление или неправильное заземление приводит к мощным наводкам на оборудование и ложному срабатыванию различных функций приборов. Но инвертер запитан от розетки с заземлением в соответствии с требованиями сопроводительной документации.
3. Возможны ложные срабатывание, непредсказуемость поведения, неработоспособность прибора при слабой сети, малом сечении проводов, длинных линиях питания, но это тоже отпадает.
4. Возможно влияние другой нагрузки, которая сама "загрязняет" сеть: преобразователи частоты без сетевых фильтров, тиристорные стабилизаторы напряжения. Но в доме этого нет.
Поэтому мой вопрос к экспертам: что может быть реальной причиной. Повторюсь, думаю что мой случай не уникальный, наверняка с этим уже сталкивались люди. Хотя поиск в инете ни чего не дал.

Вот поэтому и прозвучал намёк, что данных никаких нет. и всем предложено погадать.
Хотите получить ответ, конкретизируйте вопрос ( длина линии/удлинителя, сечение, напряжение. )

Напряжение сети 231 В, розетка запитана от вводного щита, от автомата 40А, кабелем 3х4 кв.мм., Длина линии связи розетки около 20 м. Варю на улице -10 градусов.
Попытка увидеть какое либо изменения в сети при зажигании дуги ничего не дала - сеть сильная, осциллограф и ловушка ложных импульсов ничего не показали. Внешняя сеть не влияет. Однако заметил следующее - зажечь дугу всеже удается если сначала быстро "поскрябать" электродом по металлу вызвав множество разрядов, приэтом происходит разогрев электрода и появляется щарик раскаленного металла на электроде, после этого горячим электродом удается нормально варить без срабатывания защиты при любых токах. Но эффект срабатывания защиты от перегрева происходит при холодном и остывшем электрода.
Сразу отмел то что у меня происходит штатное срабатывание защиты, так как на улице -10гр по паспорту, конденсата на приборе нет, ПВ-60% реально сварка идет 1 минуту, потом подготовка минут 5 и т.д.
Вот такая ситуация.

Причины поломок сварочных инверторов и их устранение

Основы ремонта сварочных инверторов своими силами. Главные причины неисправностей и их проявления в работе. Порядок действий при возникновении проблем. Куда смотреть и как ремонтировать, об этом далее.

Для ремонта сварочного инвертора своими руками требуется совсем немного: некоторые познания в электротехнике, элементарные радиолюбительские навыки, обычный мультиметр и паяльник, пригодный для пайки печатных плат. Дополнительным стимулом к принятию решения о самостоятельном ремонте станет результат изучения прейскурантов сервисных предприятий, особенно если сварочный аппарат стоит меньше десяти тысяч рублей. Для того чтобы понять принцип работы и устройство сварочного инвертора, достаточно популярной литературы, которая в изобилии присутствует в интернете. Облегчает задачу и тот факт, что внутренняя компоновка и состав основных модулей у всех аппаратов бытового назначения практически одинаковы (см. рис. ниже).

Основные причины выхода из строя инверторов и их проявление

Главными причинами выхода из строя сварочных инверторов являются нарушения правил их эксплуатации. О рабочих режимах и особенностях технического обслуживания конкретного аппарата можно узнать из его паспорта, в целом приводится примерно одинаковый перечень мероприятий:

ежедневный внешний осмотр основного блока и кабелей;
периодическая внутренняя чистка аппарата сжатым воздухом;
плановая проверка, зачистка, протяжка и ремонт соединений внутренних силовых контактов;
измерение сопротивления изоляции и проверка цепей защитного заземления.

Основные факторы, воздействие которых становится причиной неисправности инвертора:

Резкие изменения входного напряжения. Его падение ведет к нарушению стабильности и прекращению работы инвертора, то значительное превышение может вызвать выход из строя элементов входного выпрямителя.
Минеральная пыль. Покрывает поверхности внутренних деталей аппарата и забивает ребристые поверхности радиаторов охлаждения диодов и транзисторов. Это приводит к нарушению теплового режима и может вызвать выход из строя отдельных элементов.
Металлическая пыль и мелкая стружка. Попадает внутрь инвертора через входной вентилятор в том случае, если рядом с ним выполняются работы болгарками, шлифмашинками и пр. Может вызвать внутреннее короткое замыкание.
Вода и повышенная влажность. Вызывает окисление проводов и контактов, может привести к короткому замыканию.
Наружные механические повреждения. Иногда служат причиной выхода из строя органов управления и внутренних конструктивных элементов, на которых крепятся электронные компоненты.

Далее описаны основные нарушения в работе инверторов и их причины.

Нестабильность дуги, разбрызгивание металла

При значительных колебаниях входного напряжения или некорректной работе системы управления инвертора происходят скачкообразные изменения сварочного тока, что приводит к нестабильности дуги. В этом случае в первую очередь необходимо проверить напряжение сети. Если оно в норме, а колебания продолжаются, следует произвести внутреннюю диагностику инвертора.

Разбрызгивание металла при сварке, как правило, является следствием неправильного выбора тока сварки. Причиной этого может быть как человеческий фактор, так и неисправность регулятора тока или системы управления.

Инвертор не включается

У этого явления может быть несколько причин:

плохой контакт зажима кабеля «массы»;
слишком низкое входное напряжение;
выключился входной автомат (причиной этого может быть внутреннее короткое замыкание);
сработала тепловая защита.

В последнем случае необходимо дождаться остывания аппарата и попробовать включить его заново. Если защита срабатывает повторно, то инвертору требуется техобслуживание или ремонт.

Перегрев инвертора

Основной причиной перегрева инвертора является нарушение тепловых режимов из-за большого количества пыли во внутреннем пространстве аппарата. Пыль выступает в роли теплоизоляции, покрывая поверхности охлаждаемых потоком воздуха компонентов, и не позволяет нормально работать вентиляторам. При постоянном перегреве, прежде чем заводить речь о диагностике и ремонте, необходимо тщательно и очень аккуратно очистить все внутренние модули сжатым воздухом. Другой причиной перегрева инвертора является несоблюдение рекомендуемой величины параметра ПВ (продолжительность включения).

Повышенное энергопотребление

Повышенное энергопотребление на холостом ходу при нормативном значении входного напряжения сети, как правило, связано с коротким замыканием между витками одной из обмоток высокочастотного трансформатора. Внешне такая неисправность выглядит как подгорание изоляции вокруг его токоведущих частей и чаще всего сопровождается падением величины напряжения холостого хода (иногда в два-три раза). Самому снять, разобрать и осмотреть трансформатор несложно, а вот его ремонт лучше все-таки поручить тому, кто в этом хорошо разбирается.

Прикипание электрода к металлу

Если в процессе сварки электрод прикипает, скорее всего, это вызвано неправильным подбором технологических параметров и плохой подготовкой свариваемых поверхностей. Кроме того, для предупреждения такого явления все современные инверторы оснащены автоматической функцией Anti-Stick. Когда значение сварочного тока соответствует диаметру электрода и толщине свариваемого метала, а зона сварки разделана и зачищена надлежащим образом, причиной прикипания (залипания) может быть периодическое снижение напряжения как со стороны электросети, так и непосредственно в цепи сварки.

В первом случае необходимо стабилизировать сетевое питание или же использовать инвертор с возможностью работы при пониженном напряжении. Со стороны сварочной цепи должна производиться периодическая зачистка контактов и проверка их надежности. Кроме того, падение напряжение может быть вызвано применением кабелей, длина и сечение которых не соответствуют нормативным требованиям.

Невозможность регулировки тока

В первую очередь речь может идти о неисправности индикатора, отображающего величину тока. Также одна из самых распространенных причин — обрыв провода, поломка или внутренний износ потенциометра, которым задается значение сварочного тока. Если все это в порядке, то проблема может быть в неисправности системы управления инвертора. Разобраться в ней и выполнить такой ремонт может только опытный специалист.

Самопроизвольное отключение

Причинами внезапных отключений сварочного инвертора могут быть резкие скачки напряжения питающей электросети, неисправность входного автомата и срабатывание температурной защиты. В первом случае необходимо каким-либо образом стабилизировать входное напряжение или использовать аппарат, предназначенный для работы в таком диапазоне. При частом срабатывании температурной защиты необходимо произвести внутреннюю очистку от пыли и проверить соблюдение рекомендаций производителя по длительности непрерывной работы. Проверить исправность входного автомата можно без сложного ремонта, временно подключив вместо него заведомо исправное устройство.

Порядок действий при ремонте аппаратов

Выход и строя сварочного инвертора может произойти как вследствие серьезной поломки, так и по причине незначительной неисправности. Прежде чем обращаться в сервисный центр или к знакомому мастеру, имеет смысл рассмотреть вариант ремонта своими руками, особенно если у владельца есть профильное образование или радиолюбительские навыки. Инвертор следует разобрать, почистить и внимательно осмотреть изнутри, т. к. проблема может заключаться в избытке пыли или каком-либо отвалившемся проводке, и никакого серьезного ремонта на самом деле не нужно.

Если принято решение осуществить самостоятельный ремонт, то необходим следующий минимальный набор инструментов:

Цифровой мультиметр. Самый обычный, функция «проверка диода» необязательна, т. к. все полупроводники можно проверять в режиме замера сопротивления.
Паяльник с принадлежностями. Лучше паяльная станция, но можно обойтись паяльником с тонким жалом на 40–60 Вт.
Отвертки, пассатижи, кусачки, пинцет.

Очень часто пишут, что для проверки состояния инверторного аппарата обязательно нужен осциллограф. Но это другой уровень знаний и навыков с другими рекомендациями по поиску неисправностей. Наши же действия по диагностике и ремонту инвертора ограничатся визуальным осмотром, прозвонкой, элементарными замерами состояния основных элементов электронной схемы инвертора и их заменой в случае неисправности. Если все это не принесет результата, то необходимо обратиться к профильным специалистам.

Порядок действий на первом этапе таков:

Снять корпус и очистить инвертор от пыли сжатым воздухом. Давление подобрать так, чтобы не повредить печатные платы и электронные компоненты.
Проверить состояние лопастей вентиляторов и легкость их вращения. При обнаружении проблем — заменить на новые. Проверить надежность подсоединения всех проводов и разъемов.
Проверить подключение и состояние потенциометра регулировки сварочного тока. В случае неисправности — ремонт или замена.
Осмотреть на предмет подгорания обмотки трансформаторов и дросселей. При наличии дефектов — демонтировать и отдать на проверку или сразу в перемотку.
Проверить элементы силовой цепи (конденсаторы, зарядный резистор, диоды, транзисторы) на наличие повреждений внешнего корпуса. При обнаружении дефектов заменить такими же или аналогами.
Произвести внешний осмотр печатной платы системы управления. Если есть поврежденные элементы, то аккуратно их выпаять и заменить на новые (если никогда не паяли печатные платы, то лучше этим не заниматься, а сразу обратиться к специалистам).

Если после внешнего осмотра и устранения обнаруженных неполадок инвертор не включается или работает некорректно, необходимо диагностировать отдельные цепи и силовые элементы (см. далее).

Диагностика инвертора

Проверка полупроводниковых электронных компонентов выполняется путем замера сопротивления на их выводах со сменой полярности мультиметра. В одном случае оно должно быть близко к нулю, во другом — бесконечно большим.

Перед тем как приступить к диагностике инвертора, необходимо включить последовательно с ним лампочку накаливания 100÷150 Вт, которая будет стабилизировать ток и послужит защитой от короткого замыкания. Кроме того, по свечению лампочки можно судить о рабочем состоянии конденсаторов и силовых транзисторов.

Диагностику инвертора проводим в следующей последовательности:

Проверка силовых диодов выходного выпрямителя. Замеряем мультиметром сопротивление на выходных клеммах инвертора. В одну сторону должен быть ноль, в другую – бесконечность. Если это не так, то переходим к ремонту: определяем неисправный диод и заменяем его.
Проверка силовых транзисторов ВЧ-преобразователя. Вначале необходимо определить тип расположения выводов транзисторов. Делаем замер на «пробой», меняя полярность между затвором и двумя другими выводами. Если в обе стороны ноль, то транзистор неисправен и подлежит замене.
Проверка диодов НЧ-выпрямителя. Здесь диоды включены по мостовой схеме, поэтому вначале нужно определить четыре контактные точки. При нуле в обе стороны диод подлежит замене.
При исправности всех силовых полупроводников приборов можно подсоединить инвертор к сети. При этом включенная последовательно с ним лампочка сначала вспыхнет на несколько секунд, а затем по мере заряда конденсаторов НЧ-выпрямителя начнет заметно тускнеть. Если хотя бы один из транзисторов ВЧ-преобразователя пробит, лампочка будет гореть полным накалом.
Затем инвертор можно несколько раз включить и выключить клавишей на лицевой панели. После этого необходимо замерить напряжение холостого хода в нескольких положениях регулятора тока (оно будет несколько меньше номинального).

Перед тем как ремонтировать сварочный инвертор, его необходимо отключить от электросети. Схему с лампочкой можно использовать только на холостом ходу. Проверку аппарата под нагрузкой лучше всего производить с балластным реостатом.

Замена транзисторов

При ремонте сварочного инвертора, возможно, придется заменять транзисторы, стабилитроны, резисторы и другие электронные детали. Для этого необходимо обладать некоторыми навыками по пайке подобных изделий. При замене транзисторов (IGBT и MOSFET) необходимо помнить, что они могут выйти из строя под воздействием статического электричества. Работать с ними рекомендуется на антистатических поверхностях и в браслетах для защиты от статики. На самом деле мало кто полностью следует этим предписаниям, но знать о них все же необходимо.

Для того чтобы заменить силовой транзистор, необходимо выкрутить винт, которым он прижимается к радиатору, отделить его корпус от поверхности, а затем аккуратно выпаять. Установка нового транзистора производится в обратном порядке, перед тем как прижать его винтом к радиатору, нужно нанести на место контакта тонкий слой теплоотводящей пасты.

Ремонт выпрямителей

В составе инвертора присутствуют три выпрямителя: однополупериодный выходной и два мостовых: входной и внутреннего питания («дежурка»). Первый имеет в своем составе два диода и проверяется мультиметром через входные клеммы инвертора, а мостовые — по четырем точкам (на разъемах или плате). При ремонте выпрямителей чаще всего заменяются диоды, конденсаторы и балластные резисторы. Специальных мер предосторожности при пайке этих элементов нет, хотя при замене деталей внутреннего источника питания нужно быть предельно внимательным: они установлены на печатной плате. Диоды входного и выходного выпрямителей крепятся на радиаторы. При установке нового элемента перед фиксацией его прижимным винтом нужно обязательно воспользоваться теплоотводящей пастой.

Диагностика конденсаторов

Основные причины выхода из строя электролитических конденсаторов — это механические повреждения, значительные превышения номинального напряжения, нарушение внутренних контактов и старение. В первых двух случаях неисправности можно обнаружить визуально, при этом на торцы большинства моделей электролитических конденсаторов нанесены специальные насечки, которые приподнимаются или раскрываются при «взрыве» электролита (см. фото ниже).

Скрытые неисправности достаточно просто обнаруживаются прибором с функцией измерения емкости или же обычным мультиметром. В последнем случае предварительно разряженный конденсатор сначала показывает небольшое сопротивление, которое по мере его заряда от источника мультиметра возрастает вплоть до бесконечности. При замере на контактах неисправного конденсатора прибор показывает либо обрыв, либо какое-нибудь постоянное сопротивление.

Ремонт платы управления

Если простая диагностика мультиметром и последовавший за ней ремонт не дали нужного результата, то источником проблем, скорее всего, является плата управления. Без осциллографа здесь можно проверить только значения напряжений в обозначенных на схеме контактных точках платы, а также замерить питающие напряжения и прозвонить полупроводниковые приборы (которые, скорее всего, придется выпаивать). Кроме того, для ремонта платы управления необходимы хорошие знания радиоэлектроники и умение разбираться в схемах электронных приборов. Тому, кто не обладает такой квалификацией, остается один путь — в сервисный центр или к специалисту с хорошей репутацией.

Нам кажется, что в этой статье перечислены все возможные действия по диагностике неисправностей инвертора с использованием мультиметра. Если мы пропустили какие-то важные моменты, напишите об этом в комментариях и расскажите о своем опыте ремонта инверторного аппарата.

PS. Опытное и серийное изготовление печатных плат с гарантией, можно посмотреть по этой ссылке.

Защита инвертора от осциллятора

При работе с аппаратами электродуговой сварки возбуждение электрической дуги осуществляется соприкосновением электрода и заготовки. Не всегда зажечь дугу удается с первого касания.

Иногда для возбуждения дуги касание приходится заменять неоднократным постукиванием, чтобы пробить непроводящий слой окисла на поверхности заготовки.

Выполнение тонких сварочных работ с цветными металлами производится на малых токах, усугубляющих нестабильность зажигания дуги. Для решения проблем подобного рода используется так называемый осциллятор. Его используют при сварке в среде аргона, которая как раз и применяется к цветным металлам и сплавам.

Принцип работы

Осциллятор предназначен для бесконтактного розжига сварочной электрической дуги и поддержания ее стабильности в процессе дальнейшей работы. Прибор является дополнением к используемому аппарату электродуговой сварки, и может располагаться в одном корпусе с ним. Можно сделать осциллятор для сварки своими руками, и подключить его отдельно, улучая условия работы.

Основная идея применения осциллятора заключается в следующем. На электрод обычного сварочного аппарата поверх номинального напряжения сварки накладываются импульсы повышенного напряжения и частоты.

Амплитуда импульсов достигает 3000 – 6000 Вольт, частота – от 150 до 500 кГц. Эти высокочастотные импульсы имеют очень малую длительность, мощность сигнала составляет 200 – 300 Ватт.

Такая мощность импульсов слишком мала, чтобы они могли служить генератором сварочного тока, их роль заключается в кратковременном электрическом пробое воздушного промежутка.

Работает осциллятор следующим образом. Сварщик приближает кончик электрода к свариваемой заготовке на расстояние около 5 мм.

Нажимает кнопку, которая обычно располагается в удобном месте держателя электрода (или горелки, как называют держатель электрода в аргонодуговых аппаратах), запуская осциллятор.

Электрические импульсы высокой частоты напряжением несколько киловольт мгновенно ионизируют воздушный промежуток, который при этом пробивается тонким разрядом. Поскольку ионизированный воздух становится электропроводящим, по нему начинает протекать сварочный ток основного аппарата, то есть, загорается полноценная сварочная дуга.

Далее в процессе работы импульсы, генерируемые осциллятором, поддерживают горение основной сварочной дуги в моменты, когда возникают предпосылки для ее гашения.

Например, ошибочное движение руки сварщика, случайно увеличившее воздушный промежуток, не приводит к немедленному гашению дуги, и процесс может продолжаться.

Устройство

Таким образом, применение осциллятора для сварки позволяет повысить стабильность работы сварочного аппарата и качество выполняемой работы за счет обеспечения следующих возможностей:

дистанционный розжиг электрической дуги;
сохранение устойчивости дуги при случайном изменении величины воздушного зазора.

Основными элементами осциллятора являются: трансформатор, обеспечивающий повышение сетевого напряжения 220 Вольт до 3 – 6 кВ, колебательный контур, генерирующий колебания высокой частоты, а также искровой промежуток.

Очень часто осцилляторы используются совместно с аппаратами аргонодуговой сварки, поскольку именно такими аппаратами производятся работы с цветными металлами. В этом случае, включение прибора синхронизируется с клапаном, открывающим каналы подачи аргона.

Подключение

Схема подключения осциллятора к основному сварочному аппарату зависит от конструкции прибора. Прежде всего, осциллятор должен быть подключен к питанию 220 Вольт.

Подключение к сварочному аппарату может быть двух типов: параллельное и последовательное. На рисунке ниже представлены варианты подключения осциллятора, а также пример компоновки прибора, выполненного в виде отдельного блока.

При параллельном подключении, выводы осциллятора присоединяются к сварочному электроду и заготовке. При последовательном варианте, осциллятор включается в разрез кабеля, питающего сварочный электрод.

Можно найти большое количество схем и описаний этого полезного прибора, пользуясь которыми, его несложно сделать своими руками. Устройство не содержит дорогих и дефицитных деталей и доступно для исполнения человеку с начальными познаниями в электротехнике.

Применение

Основное применение данного прибора, как уже было сказано выше, относится к сварке цветных металлов, хотя и не ограничивается этой сферой. Описываемое устройство с успехом может применяться в сочетании со сварочными аппаратами любого типа.

Использование осциллятора с трансформатором для сварки переменным током, позволяет устранить недостатки этого вида сварки, порождающие нестабильное горение дуги.

Более того, в этом варианте становится возможным кроме штатных электродов, использовать при сварке электроды, предназначенные для работы с постоянным током.

Это расширяет технические возможности сварочных трансформаторов переменного тока и позволяет с их помощью выполнять сварочные соединения, по качеству не уступающие тем, которые выполнены сваркой на постоянном токе.

Использование осциллятора для работы с инвертором дает возможность производить сварочные работы с меньшими значениями токов, следовательно, работать с более тонкими и деликатными заготовками.

Осциллятор, предназначенный для сварки алюминия, часто сочетается с аппаратом аргонодуговой сварки. Алюминий является одним из самых «капризных» цветных металлов, не прощающих сварщику малейшей ошибки.

Он склонен к разбрызгиванию и быстрому сквозному прогару благодаря низкой температуре плавления. По этой причине, именно для работы с этим металлом актуально применение технологий, позволяющих работать малыми токами с высокой стабильностью сварочной дуги.

Примеры схем

Если есть желание сделать осциллятор самостоятельно, то стоит обратить внимание на самые простые схемы.

На приведенной ниже схеме представлен аппарат непрерывного действия, поэтому подключение к сети осуществляется исключительно через трансформатор. Чтобы собрать данную схему, не придётся использовать дорогостоящие элементы.

Недостатком является выбор тиристоров. Их надо подбирать, что называется, методом «тыка», пробовать, при каких тиристорах сварочная дуга наиболее устойчива.

Вторая схема самодельного осциллятора для сварки так же достаточно проста и лишена недостатков предыдущей. Собрать по ней устройство можно с минимальными навыками в монтаже электросхем.

На третьей схеме более подробно представлены элементы сборки.

При сборке надо помнить о технике безопасности, поскольку устройство работает с большими токами.

В общем, есть сварочный инвертор для ручной дуговой сварки и сварочный осциллятор последовательного включения. Задача – организовать их совместную работу (чтобы дуга зажигалась без соприкосновения электрода с изделием). Проблема – для их совместной работы необходима так называемая развязка, то есть устройство для защиты инвертора от высокого напряжения. Вопрос – из чего сделать эту самую развязку?

Если подключить параллельно выводам инвертора нихромовую спираль от электроплиты на 220 вольт, этого будет достаточно, чтобы инвертор не пробило?

. гм. Осциллятор для трансформаторного сварочника.

kolli написал :
Если подключить параллельно выводам инвертора нихромовую спираль

, то закоротите осциллятор и толку ноль. По моему не стоит возится с этим осциллятором. Где-то в теме про ресанту встречалось самодельное устройство для повышения напряжения на клеммах инверторного сварочника, поищите.

Немного не в тему , но .
Делал типа осциллятора (где-то здесь нашел схемку)из катушки зажигания вазовской девятки , коммутатора и блока аварийного зажигания , на ферритовом сердечнике от кинескопа монитора наматывал примерно 20 витков(может и вру , но сколько влезло) провода 16 квадратов в виниловой изоляции и 30-40 витков под высоковольтную обмотку и разрядник – с электрода и правда на полмиллиметра била искорка , но улучшения поджига китайского ММА-переменника не заметил , пока не принёс его из гаража на работу , где сеть хорошая . Алюминевая китаёза зажигает просто замечательно сама по себе без приблуд . Живёт сейчас китаец Фубаг ТР200 на работе в подвале , где повариваю мелочь для себя и так , что где отвалится в прикреплённом за мной хозяйстве – уже не раз выручало .

Осциллятор для сварки является важным прибором для проведения подобных работ в различных промышленных производствах. Также может применяться и в домашнем хозяйстве. Однако не всегда стоит приобретать подобные устройства, хотя спрос на них велик. Ведь можно без проблем сделать осциллятор своими руками.

Принцип действия прибора

Вне зависимости от того, куплен ли осциллятор для инвертора или сделан самостоятельно, его основное предназначение состоит в создании стабильной работы сварочной дуги. Частота прибора — 50 герц при номинальном напряжении 220 вольт. Выходные же параметры могут изменяться до 300 тысяч герц и 2500 вольт. Такая работа осциллятора создает импульсы периодом до нескольких десятков микросекунд. Сходные параметры работы, когда ток высокой частоты проходит в сварочную цепь, обусловлены высокой мощностью от 250 до 350 ватт.

Из чего состоит осциллятор

Изготовленный своими руками сварочный прибор имеет возможности, которые соответствуют осуществлению сварочных работ на производстве или в домашних условиях. Применяя его, можно произвести сварку алюминия и других похожих по свойствам металлов.

Основные электрические составляющие данного аппарата:

Разрядник;
Катушки дросселей;
Стандартный и высокочастотный трансформатор;
Колебательный контур.

Контур, который создается с участием конденсатора и трансформатора высокой частоты, позволяет создавать затухающие искры. При этом конденсатор защищает само устройство и работника от воздействия электричества и возникающих в результате травм. При пробое электрическая цепь размыкается специальным предохранителем.

Порядок изготовления осциллятора

Если вам предстоит сваривать преимущественно алюминиевые детали, то можно изготовить сварочный агрегат своими силами. Монтаж осуществляется одной из наиболее известных схем:

Для начала подбирается надежный трансформатор, который способен обеспечить увеличенную подачу напряжения от стандартных 220 до 3000 вольт;
Затем необходимо произвести установку разрядника, который будет пропускать искру;
После чего следует присоединение еще одного важного элемента. Таковым является колебательный контур с блокировочным конденсатором, который способен генерировать высокочастотные импульсы, чтобы добиться необходимых показателей.

Осциллятор готов к работе, его основным элементом является колебательный контур. Обязательным должно быть наличие блокировочного конденсатора. Все это помогает создать необходимые импульсы. В результате сварочная дуга обладает стабильностью и процесс ее зажигания становится проще.

Процесс работы достаточно простой. После запуска начинает загораться разрядник, создающий частотные импульсы. За это ответственнен высоковольтный трансформатор. Высокомагнитное поле появляется через дугу, затем преобразовывается с помощью катушки, изготавливаемой путем наматывания сварочного кабеля. Плюс идет на горелку, а минус на деталь, в результате газ будет поступать через клапан в горелку. Начинается процесс сварки.

Перед созданием такого устройства следует внимательно ознакомиться с чертежами. Даже начальные познания в электротехнике вкупе с навыками конструирования помогут без серьезных проблем изготовить данный осциллятор. Еще важно соблюдать технику безопасности и помнить о вероятности поражения электрическим током.

Особенности изготовления

Если планируется использование аппарата исключительно в домашнем хозяйстве, то можно изготовить инверторный осциллятор самостоятельно, поскольку у производителя такие приборы весьма дорогие. Необходимо также обладать опытом сборки подобных устройств и знаниями электричества.

Немаловажным является грамотная эксплуатация устройства, ибо при несоблюдении техники безопасности можно получить серьезные травмы. Тщательно подойдите к сборке техники, выбирайте исключительно такие компоненты, которые подходят по своим характеристикам. Соблюдение всех рекомендаций значительно облегчает сборку осциллятора в домашних условиях. Достаточно наличия соответствующих инструментов и деталей.

Осциллятор для сварки является важным инструментом как на производстве, так и в домашнем быту. С его помощью обеспечивается стабильная и сильная дуга, помогающая сваривать различные алюминиевые конструкции. Знание соответствующих разделов физики и электротехники облегчает в соответствующей степени работу и создание подобных устройств. При этом нельзя забывать и о грамотной эксплуатации осциллятора, ведь есть вероятность получить травмы при поражении электрическим током. Удачного создания сварочных осцилляторов!

Основные неисправности сварочных инверторов и методы их устранения

Оборудование

Множество домашних мастерских укомплектовано сварочным оборудованием на основе инверторного блока питания. Такие изделия обладают множеством преимуществ. Однако, время от времени любая техника ломается и может потребоваться ремонт сварочных инверторов.

Подобная операция легко выполнима в домашних условиях, поскольку внутренняя компоновка инверторной установки для розжига дуги хорошо поддается диагностике и обслуживанию. Успешность исправления неисправностей инверторной сварки зависит, прежде всего, от навыков и знаний мастера-ремонтника.

Особенности сварочных инверторов и их ремонт

Большинство пользователей подобных сварочных устройств отмечают:

высокую мощность установки;
мобильность аппарата;
простоту обслуживания;
надежность конструкции инвертора;
минимальное потребление электрической энергии при выполнении работ по свариванию металлических изделий.

Характерной особенностью инверторных устройств для сварки служит более сложная электротехническая схема, по сравнению с трансформаторными или выпрямительными сварками.

Инвертор для сварочных работ.

Ремонт инверторных сварочных аппаратов следует начинать с проверки следующих элементов:

транзисторы;
диодный мост;
система охлаждения.

Перед тем, как отремонтировать сварочные аппараты своими руками необходимо провести диагностику основных компонентов. Как правило, неисправные детали, например, транзисторы или диоды, можно легко определить по существенном изменении геометрии.

Если такие детали удается выявить визуально, то восстановление аппарата для сварки своими руками сведется к банальной замене неисправных электротехнических элементов при помощи паяльника и припоя.

Ремонт сварочных полуавтоматов своими руками должен производится мастерами, имеющими хотя бы базовые познания в электронике и умеющими пользоваться такими устройствами, как мультиметр, вольтметр и осциллограф.

Большинство моделей инверторных аппаратов для сварки комплектуются инструкциями. Проводить обслуживание данных устройств проще по схемам, имеющимся в соответствующем разделе документации.

Диагностика неисправностей инверторов

Непосредственно перед выполнением восстановления работоспособности инверторного оборудования для сварки следует ознакомиться с типовыми неисправностями и наиболее эффективными методами диагностики.

В большинстве случаев, ремонт полуавтоматов для сварки следует производить по такому алгоритму:

Визуальный осмотр всех узлов инвертора.
Зачистка окислившихся контактов при помощи растворителя и щетки.
Изучение конструкции инвертора по идущей в комплекте документации.
Диагностика неисправности.
Замена нерабочих электронных компонентов.
Пробный запуск.

Все неисправности, при которых может потребоваться ремонт своими руками сварочных аппаратов делятся на три вида:

возникшие из-за неправильного выбора режима сварки;
возникшие из-за нарушения в работе одного из элементов электронной схемы прибора;
возникшие из-за попадания пыли или сторонних предметов в корпус инверторного блока питания.

Перед тем, как проверить сварочный аппарат на предмет неисправных радиодеталей, следует провести полную чистку от пыли и грязи. Засорение элементов охлаждения системы поддержания дуги может пагубно сказаться на работоспособности многих электронных компонентов.

Если при предварительной визуальной проверке не выявлены неисправности, то следует переходить к более глубокой диагностике.

Типичные причины выхода из строя инвертора представлены:

попаданием жидкости внутрь корпуса инвертора, повлекшим за собой окисление токопроводящих дорожек и коррозию основных радиоэлементов;
обилием пыли и грязи внутри корпуса, вследствие которых существенно ухудшилось охлаждение и произошел перегрев силовых микросхем;
перегревом работы инвертора из-за выбора неправильного режима работы, вследствие которого может потребоваться ремонт сварочных выпрямителей.

Ремонт сварочного трансформатора, в отличие от инвертора, может выполняться без существенных навыков и умений. В трансформаторных сборках используются радиоэлементы, которые обладают невероятно длительным жизненным циклом.

Методика ремонта преобразователя и других ключевых узлов инверторного источника тока будут показаны в следующем разделе.

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:

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.
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.
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:

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.
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.
Отсутствие дуги при включении аппаратуры.
Дефект зачастую связан с банальным перегревом устройства или повреждением силовых кабелей кабелей в процессе длительной эксплуатации при повышенных температурах.
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.
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.
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.
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.