Ремонтируем сварочный аппарат TELWIN Force 165
Здесь будет рассмотрен ремонт сварочного инвертора TELWIN Force 165. Для тех, кто не знаком с устройством и схемотехникой сварочного инвертора, предлагаем сначала ознакомиться с материалами на эту тему, а именно:
В этих двух статьях на примере реального аппарата TELWIN Force 165 и принципиальной схемы сварочных инверторов TELWIN Tecnica 144-164 подробно описана электронная начинка и назначение каждого элемента схемы.
Но давайте вернёмся к нашему неисправному аппарату – сварочному инвертору TELWIN Force 165. По словам владельца, аппарат исправно работал, но вдруг, после небольшой передышки в работе напрочь отказывался выполнять свои обязанности. При попытке начать работу искра не появлялась, а изнутри корпуса доносился неестественный для штатной работы «гул» и «писк».
По словам владельца также было известно, что аппарат вроде как работал – был слышен шум вентилятора обдува, включался индикатор штатной работы. А это свидетельствует о том, что транзисторы инвертора исправны.
Складывалось впечатление, что сварочный инвертор «уходит в защиту» — срабатывают внутренние защитные цепи, которые есть в составе любого импульсного агрегата, тем более такого мощного.
Поиск неисправности сварочного инвертора я начал нестандартно. Включать приборчик не стал.
Ранее я с такими приборами не сталкивался, и они были для меня в новинку. Поэтому первым делом вскрыл корпус и стал проверять мультиметром все доселе известные мне детали.
На печатной плате сварочного инвертора обнаружил знакомые элементы: вентилятор, мощный диодный мост (на него установлен радиатор), высоковольтные электролитические конденсаторы фильтра, фильтр EMC, ключевые мощные транзисторы инвертора (установлены на радиатор), импульсный трансформатор, электромагнитное реле…
Неприятным сюрпризом оказалось то, что поверхность печатной платы была залита каким-то лаком, который затруднял считывание маркировки SMD-элементов и микросхем.
Также были обнаружены защитные элементы. Один из них – термопредохранитель на 90 0 С. Он приклеен к радиатору диодного моста.
Насколько мне известно, такие термопредохранители срабатывают намертво, то есть если нагреются выше своей температуры срабатывания, то размыкаются навсегда. Похожие термопредохранители можно обнаружить в силовых трансформаторах. Там они включаются в цепь первичной обмотки и приклеиваются к ней. Защищают трансформатор от перегрева. Иногда можно ложно судить о том, что первичная обмотка трансформатора в обрыве, хотя стоит убрать (или замкнуть накоротко) этот самый термопредохранитель, как оказывается, что трансформатор исправен.
Поэтому первым делом проверил целостность термопредохранителя на 90 0 С. Он оказался исправен.
Кроме этого на одном из радиаторов, к которым крепятся мощные ключевые транзисторы инвертора, также есть температурный датчик. Внешне он очень похож на термовыключатель серии KSD, которые используются в термопотах, водяных нагревателях и прочей бытовой электротехнике.
Особенность этих термовыключателей в том, что их контакты вновь замыкаются, если температура опустится ниже определённого значения. Понятно, что этот температурный датчик отслеживает нагрев мощных ключевых транзисторов и, если есть перегрев, временно отключает работу сварочного инвертора. Как только радиаторы, а, следовательно, и транзисторы остынут, то аппарат вновь запустится, и будет работать в штатном режиме.
При проверке термовыключателя оказалось, что он также исправен. Ну, что ж, будем искать неисправность дальше.
После недолгих поисков, было решено проверить мощные выпрямительные диоды. На печатной плате они расположены рядком и надёжно прикручены к радиатору шурупами. На страницах сайта уже рассказывалось о том, как проверить диод.
Маркированы как 60CPH03. Это ультрабыстрые сдвоенные диоды VS-60CPH03.
После проверки оказалось, что ориентировочно неисправны все три сдвоенных диода. Но это всего лишь предположение, так как диоды впаяны в схему, и 100% утверждать, что именно они неисправны нельзя. Несмотря на это стало понятно, в каком направлении нужно «копать» дальше.
Разобраться в проблеме можно было бы и без схемы, но с ней интересней, тем более что под рукой оказалось руководство по ремонту сварочных инверторов TELWIN Tecnica 144-164, которые, честно говоря, мало чем отличаются по своему составу и схемотехнике от TELWIN Force 165. Если взглянуть на принципиальную схему, то можно заметить, что даже при пробое одного из сдвоенных диодов 60CPH03, все остальные диоды при проверке будут также «неисправными», если их не выпаять из платы и не проверить каждый в отдельности. Вот кусочек схемы — выходной выпрямитель.
Как оказалось, выпаять эти самые диоды не так-то просто. Во-первых, пайка очень достойная и качественная. Да и как тут по-другому, ведь в силовой части сварочного аппарата протекают огромные токи, вплоть до 130 ампер! Малейший недопай и место контакта будет греться, а это в последствие приведёт к неисправности. Поэтому итальянцы не жалеют припоя и надёжно сдабривают им место контакта.
Не стоит забывать, что современная электроника изготавливается с помощью бессвинцовых припоев, а температура их плавления, как правило, выше, чем у обычного оловянно-свинцового.
Перед тем, как выпаивать диоды, необходимо демонтировать радиатор. Шурупы, которыми крепятся диоды к радиатору нестандартные, но открутить их можно пассатижами.
Для выпайки лучше воспользоваться паяльником помощнее. Лучше взять обычный паяльник мощностью ватт на 50, иначе выпайка превратится в мучение. Можно, конечно, применить и 40-ка ваттный паяльник, но тут потребуется сноровка и немало терпения. Надо успеть хорошо прогреть все 3 вывода диода одновременно.
При демонтаже можно попробовать использовать медную оплётку или десольдер для удаления припоя. Правда, если паяльник маломощный (например, 40 ватт), то толку от них будет мало. Припой будет моментально застывать.
Несмотря на трудности вызванные маломощностью паяльника (он у меня на 40 ватт) и обгоревшим медным жалом мне всё-таки удалось выпаять сдвоенные диоды. К сожалению, не без «косяков».
Выдрал с корнями сквозную металлизацию медных дорожек. Ах, да ладно, не беда. Зачистим и надрастим.
Оказалось, что пробит один из диодов – остальные целы. Стоит отметить, что пробитым оказались оба диода, которые являются частью одного сдвоенного диода. Теперь это не диод – а «решето», — обычный проводник в красивом корпусе.
Если взглянуть на схему, то «вылетел» тот диод, который обозначен красным кружком.
Напомню, что кусочек схемы взят из руководства для TELWIN Tecnica 144-164. А чинил TELWIN Force 165. У телвин Force 165 на плате нет катушки индуктивности L1 (дроссель) и, по-видимому, не должно быть, так как посадочного места на плате для неё нет. Так что не обращайте на неё внимания. В реальности же эта катушка выполнена из медного провода большого сечения, чтобы выдерживать токи до 140 ампер.
Было решено оставить аппарат в покое и заняться поисками замены неисправного диода VS-60CPH03. Найти замену диоду 60CPH03 оказалось не так-то просто. Купить в интернете эту радиодеталь не получилось. В интернет-магазинах такая деталь почему-то является редкостью (возможно, всё уже изменилось). Пришлось ехать на радиорынок и покупать там.
Был куплен аналог диода с маркировкой STTH6003CW. Цена у него оказалась приличная, да и найти нужный оказалось непросто.
Параметры STTH6003CW такие же, как и у VS-60CPH03, а именно:
Корпус – TO-247;
Максимальный ток в прямом включении IF(AV) – 30A на 1 элемент (60А на оба диода);
Допустимое обратное напряжение VRRM – 300V;
Время восстановления (или быстродействия) trr (max) – 50 ns (50 наносекунд).
Сдвоенный диод STTH6003CW относится к, так называемым, быстродействующим диодам. Буржуи обзывают такие диоды Ultra-fast, Hyperfast, Super-fast, Stealth diode, High frequency secondary rectifier и т.п. В общем, как только не пытаются подчеркнуть их крутизну.
Главная особенность быстродействующего диода – это способность быстро открываться (пропускать ток) и также быстро закрываться (не пропускать ток). А это означает, что он может работать на высоких частотах. Это и требуется для работы в выпрямителе сварочного инвертора, так как требуется выпрямлять ток высокой частоты – десятки килогерц.
Поэтому заменять такие диоды стоит только быстродействующими!
Для замены диода VS-60CPH03 подойдут STTH6003CW, FFH30US30DN. Все эти диоды – аналоги и отлично подходят для замены друг друга. Активно применяются в сварочных аппаратах. Также подойдёт STTH6003TV, но у него другой корпус (ISOTOP), хотя если другого нет, то при желании можно изловчиться и прикрутить его куда-нибудь.
При установке диодов на радиатор необходимо обязательно использовать теплопроводную пасту (например, КПТ-8).
Жадничать не стоит, но и чрезмерно намазывать пастой место теплового контакта не стоит. Наносим небольшой, ровный слой пасты на площадь соприкосновения корпуса диода и алюминиевого радиатора. Затем надёжно прикручиваем корпус диода к радиатору шурупом.
К установке диодов на радиатор стоит относиться серьёзно. В процессе работы диоды сильно греются и малейшие трудности с охлаждением вызовут их перегрев и выход из строя.
При установке диодов необходимо как можно лучше пропаять места соединения выводов и контактов медных дорожек. Это очень важно, так как токи просто огромные и если схалтурить, то ничего хорошего из этого не выйдет.
Если при демонтаже были «содраны» медные пятаки и медные дорожки, то их можно надрастить медным лужёным проводом и качественно пропаять. Чисто электрического контакта недостаточно – пайка должна быть надёжной.
После замены неисправного диода прибор заработал.
Архив со схемами на сварочные аппараты TELWIN Tecnica 141-161, TELWIN Tecnica 144-164 и TELWIN Tecnica 150, 152, 170, 168GE можно скачать здесь и здесь. Размер файла — 4,4 Mb.
Общеизвестно, что ремонт сварочных аппаратов в подавляющем большинстве случаев может быть организован и проведён самостоятельно. Исключением является лишь восстановление работоспособности электронного инвертора, сложность схемы которого не позволяет провести полноценный ремонт в домашних условиях.
Одна только попытка отключить защиту инвертора может поставить в тупик даже специалиста по электротехнике. Так что в этом случае лучше всего обратиться за помощью в специализированную мастерскую.
Частые неисправности
Основными проявлениями неполадок аппаратов электродуговой сварки являются:
- прибор не включается при подсоединении к электросети и запуске;
- залипание электрода с одновременным гулом в районе преобразователя;
- самопроизвольное отключение сварочного аппарата в случае его перегрева.
Ремонт всегда начинается с осмотра сварочного аппарата, проверки питающего напряжения. Провести ремонт трансформаторных сварочных аппаратов несложно, к тому же они непривередливы в обслуживании. У инверторных аппаратов определить поломку сложнее, а ремонт в домашних условиях зачастую невозможен.
Однако при правильном обращении инверторы служат долго, и не ломаются. Необходимо защищать от пыли, высокой влажности, мороза, хранить в сухом месте. Есть наиболее характерные неисправности сварочных аппаратов, устранить которые можно своими руками.
Устройство не запускается
В этом случае, прежде всего, необходимо убедиться в наличии напряжения в сети и целостности предохранителей, установленных в обмотках трансформатора. При их исправности следует прозвонить с помощью тестера токовые обмотки и каждый из выпрямительных диодов, проверив тем самым их работоспособность.
При обрыве одной из токовых обмоток потребуется её перемотка, а в случае неисправности обеих проще заменить трансформатор целиком. Повреждённый или «подозрительный» диод заменяют новым. После ремонта сварочный аппарат снова включают и проверяют на исправность.
Иногда из строя выходит фильтрующий конденсатор. В этом случае ремонт будет заключаться в его проверке и замене новой деталью.
В случае исправности всех элементов схемы необходимо разобраться с сетевым напряжением, которое может быть сильно занижено и его просто не хватает для нормального функционирования сварочного аппарата.
Залипание электрода (прерывание дуги)
Причиной залипания электрода и прерывания дуги может быть снижение напряжения из-за короткого замыкания в обмотках трансформатора, неисправности диодов или ослабления соединительных контактов. Также возможен пробой конденсаторного фильтра или замыкания отдельных деталей на корпус сварочного аппарата.
К причинам организационного характера, вследствие которых аппарат не варит как надо, можно отнести чрезмерную длину сварочных проводов (более 30 метров).
Если залипание сопровождается сильным гудением трансформатора – это также свидетельствует о перегрузке в нагрузочных цепях прибора или замыкании в сварочных проводах.
Одним из вариантов ремонта с устранением этих эффектов может стать восстановление изоляции соединительных кабелей, а также подтяжка ослабевших контактов и клеммников.
Самопроизвольное отключение
В некоторых случаях ремонт можно провести самостоятельно, если аппарат начал самопроизвольно отключаться. Большинство моделей сварочных аппаратов оснащено защитной схемой (автоматом), срабатывающей в критической ситуации, сопровождающейся отклонением от нормальной работы. Один из вариантов такой защиты предполагает блокировку работы устройства при отключении вентиляционного модуля.
После самопроизвольного отключения сварочного аппарата, прежде всего, следует проверить состояние защиты и попытаться возвратить этот элемент в рабочее состояние.
При повторном срабатывании защитного узла необходимо перейти к поиску неисправности по одной из описанных выше методик, связанных с замыканиями или неисправностью отдельных деталей.
В этой ситуации в первую очередь следует убедиться в том, что узел охлаждения агрегата работает нормально, и что перегрев внутренних пространств исключён.
Бывает и так, что узел охлаждения не справляется со своими функциями из-за того, что сварочный аппарат в течение длительного времени находился под нагрузкой, превышающей допустимую норму. Единственно верное решение в этом случае – дать ему «отдохнуть» порядка 30-40 минут, после чего попытаться вновь включить.
При отсутствии внутренней защиты предохранительный автомат может быть установлен в электрическом щитке. Для поддержания нормального функционирования сварочного агрегата его настройки должны соответствовать выбранным режимам.
Так, некоторые модели таких аппаратов (сварочный инвертор, в частности) в соответствии с инструкцией должны работать по графику, предполагающему перерыв на 3-4 минуты после 7-8-ми минут непрерывной сварки.
Неисправности инверторных устройств
Перед ремонтом инверторного сварочного аппарата своими руками желательно ознакомиться с принципом действия, а также с его электронной схемой. Их знание позволит быстрее выявить причины поломок и постараться своевременно устранить их.
Электрическая схема
В основу работы этого устройства заложен принцип двойного преобразования входного напряжения и получения на выходе постоянного сварочного тока путём выпрямления высокочастотного сигнала.
Использование промежуточного сигнала высокой частоты позволяет получить компактное импульсное устройство, располагающее возможностью эффективной регулировки величины выходного тока.
Поломки всех сварочных инверторов условно можно разделить на следующие виды:
- неисправности, связанные с ошибками в выборе режима сварки;
- отказы в работе, обусловленные выходом из строя электронного (преобразовательного) модуля или других деталей устройства.
Метод выявления неисправностей инвертора, связанных с нарушениями в работе схемы, предполагает последовательное выполнение операций, производимых по принципу «от простого повреждения – к более сложной поломке». С характером и причиной поломок, а также со способами ремонта более подробно можно ознакомиться в сводной таблице.
Там же приводятся данные по основным параметрам сварки, обеспечивающие режим безаварийной (без отключения инвертора) работы устройства.
Особенности эксплуатации
Обслуживание и ремонт сварочных аппаратов инверторного типа отличается рядом особенностей, связанных со сложностью схемы этих электронных агрегатов. Для их ремонта потребуются определённые знания, а также умение обращаться с такими измерительными приборами, как цифровой мультиметр, осциллограф и подобные им.
В процессе ремонта электронной схемы сначала производится визуальный осмотр плат с целью выявления обгоревших или «подозрительных» элементов в составе отдельных функциональных модулей.
Если в ходе осмотра никаких нарушений обнаружить не удаётся – поиск неисправности продолжается путём выявления нарушений в работе электронной схемы (проверки уровней напряжения и наличия сигнала в её контрольных точках).
Для этого потребуется осциллограф и мультиметр, приступать к работе с которыми следует лишь при наличии полной уверенности в своих силах. Если возникли какие-либо сомнения по поводу своей квалификации – единственно верным решением будет отвезти (отнести) прибор в специализированную мастерскую.
Специалисты по ремонту сложных импульсных устройств оперативно найдут и устранят возникшую неисправность, а заодно и проведут техобслуживание данного агрегата.
Порядок самостоятельного ремонта
В случае принятия решения о самостоятельном ремонте платы – рекомендуем воспользоваться следующими советами опытных специалистов.
При обнаружении в ходе визуального осмотра сгоревших проводов и деталей следует заменить их новыми, а заодно и переткнуть все разъёмы, что позволит исключить вариант пропадания контакта в них.
Если такой ремонт не привел к желаемому результату – придётся начать поблочное обследование цепей преобразования электронного сигнала.
Для этого необходимо найти источники, в которых приводятся эпюры напряжений и токов, предназначенные для более полного понимания работы этого агрегата.
Ориентируясь на эти эпюры с помощью осциллографа можно последовательно проверить все электронные цепочки и выявить узел, в котором нарушается нормальная картинка преобразования сигнала.
Одним из наиболее сложных узлов инверторного сварочного аппарата считается плата управления электронными ключами, проверить исправность которой можно с помощью того же осциллографа.
При сомнениях в работоспособности этой платы можно попробовать заменить её исправной (от другого, работающего инвертора) и попытаться вновь запустить сварочный аппарат.
В случае благоприятного исхода останется только отдать свою плату в ремонт или заменить её купленной новой. Таким же образом следует поступать и при появлении подозрений в исправности всех других модулей или блоков сварочного аппарата.
В заключении напомним, что ремонт любых сварочных агрегатов (и инверторов, в частности) считается достаточно сложной процедурой, требующей определённых навыков и умения обращаться со сложной измерительной техникой.
При наличии малейших сомнений в своём профессионализме следует воспользоваться помощью специалистов и предоставить им возможность вернуть неисправный аппарат в работу.
Вопрос:
Ответ:
Перегрев может случиться практически с любым оборудованием, особенно там, где идет работа с высокими токами или температурами. Поэтому перегрев сварочного инвертора – это дело обычное, довольно естественное и не стоит спешить его пугаться. Тем более что практически все сварочные аппараты сегодня оснащаются защитой от перегрева, которая призвана не допустить поломки оборудования вследствие подобных ситуаций.
Перегрев сварочного инвертора наступает в том случае, если аппарат работает длительное время без передышки. При этом временной отрезок для каждой конкретной модели будет индивидуальным. Однако для бытовых сварочных инверторов он составляет от тридцати минут до полутора часов (в зависимости от качества комплектующих и сборки аппарата), для полупрофессиональных моделей этот промежуток увеличивается и составляет от часа до двух часов, а профессиональные сварочные инверторы часто вообще могут работать очень долго.
Следует учитывать, что величина рабочего временного промежутка также сильно зависит от температуры в окружающей среде. В жаркий солнечный день перегрев может наступить гораздо быстрее, чем в прохладные часы в межсезонье. Кстати, у каждого аппарата есть встроенная система вентиляции, иначе он не смог бы проработать и нескольких минут. Но делать её очень большой, эффективной, но в то же время громоздкой, нецелесообразно. Поэтому, чем меньше аппарат, тем, зачастую, меньше его период работы без отдыха.
Как определить, что сварочный инвертор перегрелся? Он выключится, и некоторое время будет отказываться включаться. Это будет означать, что сработала защита. Однако мы не рекомендуем доводить дело да такого полуаварийного отключения. Определите примерный рабочий временной промежуток для вашего инструмента и давайте аппарату отдых заранее, чтобы не произошел слишком быстрый его износ.
Кстати, считается, что среди бытовых сварочных инверторов длительным временным рабочим промежутком отличается ММА-оборудование Aurora (Аврора) и сварочные инверторы FoxWeld. Именно поэтому эти аппараты с таким удовольствием приобретают дачники, которые работают ими, обычно, в жаркие летние отпускные дни. Из полупрофессионального и профессионального оборудования хорошо в этом плане зарекомендовали себя немецкие инверторы EWM и сварочные аппараты от российской торговой марки Сварог.
