Ремонт сварочного инвертора ресанта 220 своими руками

Схема, неисправности и ремонт РЕСАНТА САИ 190 своими руками

Сварочный инвертор типа ресанта САИ 190, как и все остальные, обладает значительными преимуществами по сравнению с обыкновенным сварочным аппаратом. Благодаря мобильности и маленькой массе ресанта вытеснили с рынка обыкновенные сварочные агрегаты. Бывают случаи выхода из строя инверторов, и для этого необходимо знать принцип действия, структурную схему и неисправности ресанта саи 190.

Инверторный тип сварочника

Старые трансформаторные модификации сварочного аппарата имеют очень низкую цену, высокую ремонтоспособность, но обладают существенными недостатками: габаритами, значительным весом и зависимостью от напряжения сети. Выходной ток электронного счетчика ограничен потреблением электроэнергии до 4,5 кВт. Для сварочных работ при использовании толстых металлов потребление тока возрастает, и этот процесс оказывает значительную нагрузку на старые линии электропередачи, на которых попадаются также и скрутки (ведь в бывших странах СНГ они редко подлежат замене на новые).

На смену пришли сварочные аппараты инверторного типа, особенности функционирования которых существенно отличается.

Особенности функционирования

Сфера применения разнообразна, начиная от домашнего хозяйства и заканчивая предприятиями. Основная задача — обеспечение стабильного горения и поддержания сварочной дуги при выполнении сварочных работ, благодаря применению тока высокой частоты. Работа сварочного инвертора основана на принципах:

1. Преобразования переменного входного напряжения 220 В в постоянное (постоянный ток преобразовывается в высокочастотный переменный ток несинусоидального характера).
2. Последующее выпрямление высокочастотного тока (частота сохраняется).

Благодаря этим принципам происходит существенное снижение массы и габаритов инвертора, что позволяет дополнительно встроить охлаждение.

Принцип работы и основные характеристики

Для поиска неисправностей инверторных сварочных аппаратов нужно ознакомиться с его структурной схемой. Она состоит из следующих элементов:

1. Выпрямитель.
2. Инвертор.
3. Трансформатор.
4. Выпрямитель высокочастотный.
5. Схема управления и стабилизации (драйвер и плата управления).
6. Регулятор тока сварки.

Благодаря такому устройству происходит снижение массы и габаритов. Использование импульсного трансформатора позволяет получать мощные токи во вторичной обмотке. Следовательно, сварочный инвертор представляет собой обыкновенный импульсный блок питания, как в компьютере, но с достаточно большой мощностью. С увеличением частоты происходит снижение массы и габаритов трансформатора (обратно пропорциональная зависимость). Для получения высокой частоты применяются мощные ключевые транзисторы.

Происходит переключение с частотой от 30 до 100 кГц (зависит от модели САИПА). Транзисторы только работают от постоянного напряжения (U), преобразуя его в ток высокой частоты. Получается постоянный ток из выпрямителя (выпрямление сетевого напряжения 50 Гц). Кроме того, в состав выпрямителя входит конденсаторный фильтр. При пропускании тока через диодный мост отсекаются отрицательные амплитуды переменного U (диод пропускает ток только в одном направлении). Положительные амплитуды не являются постоянными и получается постоянное U с заметными пульсациями, которые необходимо сглаживать при помощи конденсатора большой емкости.

В результате преобразований на выходе фильтра появляется U постоянного тока свыше 220 В. Диодный мост и фильтр образуют БП инвертора. Транзисторы подключаются к понижающему импульсному высокочастотному трансформатору, рабочие частоты которого составляют от 30 до 100 кГц (30000.100000 Гц), превышающие частоту питающей сети в 600 или 2000 раз. В результате этого происходит заметное уменьшение массы и габаритов.

Наиболее распространенными моделями являются ресанта САИ 220 (220а, 220к), а также и 190 (190а) модель. Сварочные инверторы обладают похожими характеристиками, отличающимися током сварки:

1. Диапазоны сетевого напряжения: 145.270 В.
2. Максимальная сила тока: до 35 А.
3. Напряжение при холостом ходе: 75.85 В.
4. Напряжение формирования дуги: 22.30 В.
5. Диапазоны тока сварки: 5.270 А.
6. Продолжительность нагрузки (ток максимальный): 4.8 мин.
7. Максимальный диаметр (d) электрода: 5 мм.
8. Масса: около 5 кг.

Схема и ремонт

Если нет желания отдавать сварочник в ремонт и хочется разобраться самостоятельно (ведь схема не такая сложная), то нужно найти и изучить схему и неисправности РЕСАНТА САИ 190. Если есть опыт, то схему можно не использовать вообще, которая нужна только для удобства и быстрого поиска неисправностей. Для иллюстрации примера приведена схема сварочника инверторного типа РЕСАНТА САИ 220 (190), а также отмечены основные радиоэлементы, которые часто выходят из строя.

Схема 1 — Электрическая схема сварочного инвертора ресанта САИ 220.

Для ремонта аппарата нужно разобрать типовые неисправности и способы их устранения.

Типовые неисправности

Иногда сварочный аппарат инверторного типа дает сбой. Причины и последствия могут быть разнообразными. Если есть возможность, то следует сдать его в ремонт. Однако многие захотят сделать его самостоятельно. Благодаря такому решению вопроса можно повысить свои знания в области электротехники, ведь электрических приборов очень много и на их ремонте можно существенно экономить. Неисправности следует классифицировать на простые и сложные. К простым относятся:

1. Перегрев из-за пыли.
2. Обрыв проводов.
3. Потеря мощности (из-за влажного корпуса).
4. Пробивание массы на корпус.
5. Плохие контакты.
6. Залипание электрода.

Любой электрический прибор не любит пыль, так как она затрудняет отдачу тепла, является проводником тока (возможно КЗ). Даже при качественной уборке помещения пыль все равно будет. Регулярное обслуживание не только способно продлить срок эксплуатации приборов, но и оградит от множества проблем финансового и ремонтного характера.

Обрыв проводов бывает в тех местах, которые подвержены постоянным перегибам. Перегиб проводов очень сложно отследить, и часто это приводит к КЗ. Кроме того, на колодках, держащих электрод, разбалтываются контакты, делая сварку менее качественной или невозможной. Периодически все контакты нужно подтягивать.

Работа во влажном также влияет на работу сварочника. Может произойти потеря мощности. В этом случае необходимо избегать таких условий работы.

При пробивании массы на корпус (выбивает предохранитель и счетчик) нужно проверить места соприкосновения токоведущих частей с корпусом и заизолировать провод.

Залипание электрода происходит в том случае, если использовать длинный удлинитель с маленьким сечением или при низком напряжении электрической сети.

Кроме того, при нестабильной дуге следует проверить качество электродов и выставленный ток.

Поломки сложного типа

К поломкам сложного типа относятся неисправности какого-либо радиоэлемента и требуют дополнительных знаний. Если нет опыта в ремонте радиоаппаратуры, то существует 2 способа решения проблемы:

1. Отдать квалифицированному специалисту.
2. Приобрести опыт в этой сфере и сделать все самостоятельно.

Следует обратить внимание на правила техники безопасности при ремонте аппаратуры и быть очень аккуратным. На самом деле, в ремонте своими силами нет ничего сложного. Необходимо лишь открыть интернет и найти все детали сварочника инверторного типа. В интернете существует множество информации о проверке конкретной детали. Даже есть и проверка микросхем в домашних условиях.

В первую очередь, нужно визуально осмотреть детали. Это могут быть подгоревшие резисторы, диоды, вздувшиеся электролитические конденсаторы, подгоревший трансформатор и многое другое. Если ничего не обнаружено, то нужно проверить поступление входного U на диодный мост. Для этого его выход нужно отсоединить. При пробитых диодах нужно заменить неисправные и повторить попытку. Если не горят светодиоды, то необходимо их проверить и по возможности заменить на исправные.

Следующим шагом является проверка транзистора fqp4n90c. Ключевой транзистор 4n90c в блоках питания сварочных инверторов служит для повышения частоты постоянного тока и передачи его на импульсный трансформатор. Аналогом fqp4n90c (чем заменить) является STP3HNK90Z, но желательно найти такой же.

При неисправностях силового блока нужно проверить транзисторы (визуальная проверка может ничего не показать). Для этого необходимо их выпаять и проверить тестером (способы проверки можно найти в интернете). Драйвер, выполненный на транзисторах или микросхемах, выходит из строя так же. Проверяется при помощи выпаивания и проверки каждого элемента отдельно.

Замена неисправных деталей осуществляется их аналогами или элементами, характеристики которых превышают параметры исходных деталей.

Для ремонта необходимы мультиметр и осциллограф (измерение параметров сигнала на плате управления). При неисправной плате управления загорается желтый светодиод. Это свидетельствует о неготовности к выполнению сварки. В этом случае нужно разобрать инвертор и замерять напряжения на разъемах платы управления (далее ПУ). Во время измерений следует сравнить данные с табличными значениями (таблица 1) исправной ПУ.

Таблица 1 — Сравнение показателей U.

Если измерения отличаются от табличных значений, то нужно выпаять ПУ, найти микросхему UC3845B (UC3842) и произвести измерения ее режимов работы.

Таблица 2 — Режимы работы микросхемы UC3845B (UC3842).

На 2-ю ногу питание не подается из-за неисправного резистора R013. Необходимо его аккуратно выпаять и проверить, сопротивление должно быть около 1,21 Ом. Если он неисправен, то необходимо заменить его на такой же или взять мощностью больше (исходная мощность 0,25 Вт).

На 3-ю ногу микросхемы не поступает питание из-за неисправного R011 (47 на 0,25 Вт), его нужно также проверить. Ноги 3 и 6 связаны и, следовательно, при замене сопротивления появится U и 6 ноге. Если этого не произойдет, то необходимо проверить транзистор fqp4n90c.

Далее нужно восстановить питание 8 ноги (схеме ресанта саи 190 или 220), она связана с цепочкой из элементов. Слабые места в ней, которые необходимо выпаять и проверить: диод D011 и R010.

После всего этого нужно замерить U. При совпадении с табличными следует соединить все и испытать. При полном восстановлении инвертор включится и желтый светодиод гореть не будет. После положительного тестового запуска можно его собрать полностью.

Одним из слабых мест является БП. Признаки неисправности: происходит загорание зеленого светодиода, а затем загорается желтый светодиод, происходит срабатывание реле и запуск вентилятора и примерно через 2−3 секунды аппарат отключается. Основная причина: драйвер, а если быть точнее, то необходимо прозвонить транзисторы, которые находятся во II обмотке трансформатора гальванической развязки. А также нужно внимательно осмотреть плату БП на предмет подгораний и неисправных электролитических конденсаторов. При обнаружении неисправных деталей необходимо заменить элементами такого же типа или их аналогами.

Возможен выход из строя трансформатора, и это явление довольно редкое. Необходимо прозвонить обмотки на короткозамкнутость и утечки тока на корпус.

Таким образом, устранить неполадки в распространенных сварочных инверторах достаточно просто. Принцип работы каждой из моделей одинаков, и они отличаются только деталями и конструктивным исполнением. При ремонте очень важно соблюдать правила техники безопасности при ремонте радиоаппаратуры. Первоначальным этапом ремонта сварочного инвертора (это правило применимо к любой аппаратуре) является проведение визуального осмотра всех элементов на предмет обрыва контактов, подгорания и вздутия элементов, а также плохой контакт (перед началом ремонта все контакты нужно хорошо зачистить).

Источник

Ремонт и доработки сварочных инверторов своими руками

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.

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:

1. Если штатный радиатор изолирован от фланцев радиоэлементов слюдой или резиновыми прокладками, их нужно сохранить при замене.
2. Для улучшения теплового контакта нужно использовать кремнийорганическую термопасту.
3. 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.
4. 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:

1. Конденсаторы обвязки ключей инвертора нужно поменять на элементы той же ёмкости и типа, но рассчитанные под более высокое напряжение (600–700 В);
2. Диоды и резисторы из обвязки ключей следует заменить на элементы с большей рассеиваемой мощностью.
3. 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.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник