4. Порядок выполнения работы

4.1. Проверка подключения аппарата и зарядной цепочки.

После устранения внешних повреждений с помощью муль­тиметра «прозвоним» все силовые цепи сварочного источника, двигаясь по цепочке, начиная с се­тевой розетки и соединительного кабеля до сетевого выключателя. Осматриваем на предмет отсутствия повреждений сетевой выключатель и проверяем его электриче­скую функциональность. В случае неисправности сетевой вы­ключатель необходимо заменить.

После выключателя проверяем зарядный резистор и контакты реле, шунтирующие этот резистор. Сопротивление зарядного резистора должно соответствовать его номиналу, указанному на корпусе, а контакты реле должны находиться в разомкнутом состоянии (рисунок 2). Если контакты реле залипли, то реле следует просто заме­нить.

а) б)

Рисунок 2 - Реле SLA-24VDC-SL-А: а – внешний вид; б – электрическая схема

4.2. Проверка электронных компонентов сварочного аппарата

После зарядной цепочки, переходим к выпрямительному диодному мосту (рисунок 3). Диодная сборка GBPC3508 из четырех диодов рассчитана на прямой ток (I₀) - 35А, обратное напряжение (V_R) - 800V. Исправные диоды в прямом направ­лении проводят, а в обратном — не проводят электрический ток. Прямым считается направление, когда к катоду диода приложен минус (-), а к аноду плюс (+) испытательного на­пряжения.

В зависимости от типа и мощности диода, в прямом направле­нии на диоде падает напряжение 0,1—0,3 В для диодов Шоттки и 0,3—0,7 В для кремниевых диодов. Меньшие значения падающего напряжения соответ­ствуют более мощным и низковольтным диодам, а большие значение — более высоковольтным и менее мощным. В обратном направлении диод ток не пропускает и ведет себя, как оборванная цепь.

Рисунок 3 - Выпрямительный диодный мост GBPC3508W

Для того чтобы высокочастотные помехи, которые возникают из-за работы мощного инвертора, не попадали в электросеть, перед выпрямителем устанавливается помеховый фильтр ЭМС – электромагнитной совместимости. Фильтр ЭМС состоит из трех конденсаторов и дросселя на кольцевом магнитопроводе (рисунок 4).

После выпрямительного моста следуют электролитиче­ские конденсаторы сглаживающего фильтра (рисунок 5). Конденсаторы не должны иметь внешних механических повреждений и соеди­нительных контактов. Корпуса конденсаторов должны иметь нормальную цилиндрическую форму. Вздутие корпуса конден­сатора, говорит о его неисправности. Электролитические кон­денсаторы, имеющие перечисленные дефекты, необходимо за­менить на аналогичные.

Рисунок 4 - Фильтр электромагнитной совместимости ЭМС	Рисунок 5 – Электролитические конденсаторы

Конденсатор сглаживающего фильтра инверторного источника имеет значительную емкость, которая обычно находится в преде­лах 470—2000 мкФ. Мультиметр не позволяет измерять такую. Однако точного измерения этой емко­сти не требуется. Достаточно убедиться в том, что конденсаторы не оборваны и обладают некоторой емкостью. Внутренние обрывы сглаживающего кон­денсатора не являются редкостью. Это происходит часто при обрыве зарядного резистора.

Перед проверкой конденсатора необходимо убедится в том, что он полностью разряжен. Для этого, на 10-20 с нужно закоротить выводы конденсатора с помощью резистора МЛТ-2 сопротивлением 100 Ом.

Для проверки функциональности конденсатора достаточно перезарядить его в обоих направле­ниях. Для этого, с помощью мультиметра, находящегося в ре­жиме проверки диодов, необходимо «прозвонить» конденсатор сначала в прямом направлении, а затем в обратном. Если кон­денсатор исправен, то при этом мы будем наблюдать процесс его плавной перезарядки длительностью в несколько секунд. Оборванный конденсатор никак не реаги­рует на смену полярности подключения к мультиметру.

Следует знать, что на конденсаторах фильтра напряжение будет больше в 1,41 раза, чем действующее сетевое напряжение. Таким образом, если сетевое переменное напряжение 220V, то на конденсаторах будет уже 310V постоянного напряжения (220V * 1,41 = 310,2V). Обычно же рабочее напряжение ограничивается отметкой в 250V (напряжение в сети ведь может быть и завышенным). Тогда на выходе фильтра мы получим все 350V. Именно поэтому конденсаторы имеют рабочее напряжение 400V, с запасом.

При внешнем осмотре транзисторов преобразователя, необ­ходимо убедиться в том, что они не имеют дефектов корпуса и выводов. Обычно в преобразователях современных инверторных сварочных источников используются MOSFET или IGBT тран­зисторы. Транзисторы MOSFET имеют внутренний паразитный диод подложки, подключенный катодом к стоку транзистора, а анодом — к истоку. Соответственно, этот диод прекрасно «прозванивается» между стоком и истоком транзистора. Однако ис­правность этого диода не гарантирует того, что транзистор также исправен. Например, у транзисторов MOSFET с пробитым затво­ром паразитные диоды обычно нормально «прозваниваются». Поэтому, чтобы гарантировать исправность транзисторов, их необходимо проверить, предварительно выпаяв из схемы.

В отличие от диодов и конденсаторов, MOSFET и IGBT тран­зисторы преобразователя требуют более сложного алгоритма проверки. Рассмотрим, для примера, алгоритм про­верки IGBT транзистора, который во многом справед­лив и для MOSFET. Перед тем, как приступить к про­верке транзистора, необ­ходимо воспользоваться справочником, чтобы опре­делить его расположение выводов. Для примера, на рис. 1.8 приведено типич­ное расположение выводов IGBT, расположенного в корпусе ТО-247АС.

Порядок проверки IGBT и MOSFET.

Шаг 1. Необходимо убедится в отсутствии коротких за­мыканий между затвором и эмиттером IGBT (затвором и истоком MOSFET), прозвонив сопротивления между со­ответствующими выводами в обоих направлениях.

Шаг 2. Необходимо убедится в отсутствии коротких за­мыканий между коллектором и эмиттером IGBT (истоком и стоком MOSFET), прозвонив сопротивления между со­ответствующими выводами в обоих направлениях. Перед этим необходимо перемычкой закоротить выводы затвора и эмиттера транзистора. Но лучше будет не закорачивать затвор и эмиттер транзистора, а просто зарядить входную емкость затвор-эмиттер отрицательным напряжением. Для этого кратковременно и одновременно прикасаемся щупом «СОМ» мультиметра к затвору, а щупом «У/Ω/f» к эмиттеру.

Некоторые IGBT транзисторы, например, в аппарате ОЛИВЕР ММА200 транзистор IRGP50B60PD1 (рисунок 6), как и MOSFET транзистор типа IRF520N (рисунок 7) имеют встроенный встречно-параллельный диод, подключенный катодом к коллектору транзистора, а анодом к эмит­теру. Если транзистор имеет такой диод, то последний должен соответствующим образом прозвониться между эмиттером и коллектором транзистора.

	IRGP50B60PD1 G – Gate (Затвор); С – Collector; E - Emitter
Рисунок 6 - Расположение выводов и характеристики IGBT транзистора типа IRGP50B60PD1 в корпусе ТО-247АС

Рисунок 7 - Расположение выводов и характеристики MOSFET транзистора типа IRF520N в корпусе ТО-220АB

Шаг 3. Теперь убедимся в функциональности транзи­стора. Для этого необходимо зарядить входную емкость затвор-эмиттер положительным напряжением. Для это­го кратковременно и одновременно прикасаемся щупом «V/Ω/f» мультиметра к затвору, а щупом «СОМ» к эмитте­ру. После этого проверяем состояние перехода коллектор-эмиттер транзистора, подключив щуп «V/Ω/f» мультиме­тра к коллектору, а щуп «СОМ» к эмиттеру. На переходе коллектор-эмиттер должно падать небольшое напряже­ние величиной 0,5—1,5 В. Меньшее значение напряжения соответствует низко­вольтным транзисторам, а большее высоковольтным.

Величина падения напряжения должна быть стабильной, по крайней мере, в течение нескольких секунд, что говорит об от­сутствии утечки входной емкости транзистора.

Иногда напряжения мультиметра может не хватить для того чтобы полностью открыть IGBT транзистор (характерно для высоковольтных IGBT). В этом случае входную емкость тран­зистора можно зарядить от источника постоянного напряжения величиной 9—15 В. Зарядку лучше производить через резистор величиной 1—2 кОм.

Проверенные и исправные транзисторы необходимо устано­вить на место. Предварительно место установки очищается от следов старой теплопроводной пасты. Затем наносится слой свежей теплопроводной пасты и транзи­стор прижимается к охладителю.