Как угробить сварочный аппарат.
Как бы ни была прочна техника, и как бы долго инженеры не ломали головы в лабораториях НИОКР, над тем как продлить срок службы источников, у сварщика всегда есть возможность для неверной эксплуатации аппарата, при которой все усилия разработчиков сводятся к нулю.
В данной статье речь пойдет о причинах выхода из строя инверторных сварочных аппаратов. В первой части вы ознакомитесь с конкретными условиями возникновения поломок, во второй части коснёмся устройства инверторов и влияния неблагоприятных условий на их работоспособность.
Для инверторной сварочной техники ахиллесовой пятой являются нештатные параметры питающей сети – которые могут угробить любой инвертор в очень сжатые сроки.
На практике поломки могут возникать в следующих случаях:
- Дефицит мощности;
- Неверный подбор генератора;
- Недостаточное сечение удлинителей.
Недостаточная мощность источника питания сварочного аппарата. Скачки напряжения в сети. Если на Ваш гаражный бокс приходит 3 кВт электрической мощности, а инвертор требует 5 или 6 кВт, — аппарат рано или поздно выйдет из строя. Допустим, что в вашем гаражном кооперативе из 20 боксов — установлен трансформатор на 25 кВА или 20 кВт. Это значит, что на каждый из гаражей приходится по 1 кВт выделенной мощности. Даже если представить, что половина гаражей необитаема, а владельцы второй половины редко появляются в гаражах одновременно, — 20 кВт это очень немного. Представим, что киловатт энергии уходит на освещение, ещё 6 киловатт пара соседей тратит на обогрев с помощью ТЭНов, трое автовладельцев используют болгарки (6кВт) и один решил достать с антресолей сварочный трансформатор (4 кВт (TELWIN NORDIKA 3250)), чтобы подготовить заборные столбы к установке на любимой даче. Получается, что 6 гаражей потребляют 17 кВт энергии, и если Вам необходимо запитать сварочный инвертор мощностью 5-6 кВт, то мощности ему будет явно не хватать.
Неверный подбор генератора так же может быть причиной поломки сварочного инвертора. При использовании источников автономного энергоснабжения следует уточнить у производителя сварочного источника электростанция какой мощности необходима для работы. Приобретать генератор с меньшей мощностью в сравнении с рекомендованной, в надежде на работу на малых токах — не стоит. Переходные режимы при поджиге дуги и даже включении аппарата в сеть могут привести как к поломке сварочного источника, так и защитному отключению слабенького генератора.
Использование удлинителей недостаточного сечения. При работе на большом удалении от розетки, не избежать применения удлинителей.
Увеличение протяжённости питающего кабеля и неверный подбор сечения – приводят к падению мощности и снижению напряжения на удлинителе. Чем длиннее Вы используете переноску, тем толще должны быть жилы кабеля. Для того, чтобы работа аппарата была стабильной, необходимо, чтобы сечение кабеля питания и удлинителя до 10 мсовпадали. Если переноска длиннее 10м – сечение кабеля должно быть большим чем питающий кабель аппарата. В интернете есть множество ресурсов, которые позволяют рассчитать сечение кабеля по длине и нагрузке, рекомендуем использовать данные ресурсы до момента подключения аппарата.
Ни в коем случае нельзя использовать кабели сечением 0.75мм2, а так же пользоваться переносками на смотанных катушках. Оба эти варианта могут вывести аппарат из строя.
Нужно разделять понятия стабильно пониженного значения напряжения питающей сети, — тесты на которое всё оборудование проходит при тестировании, от нестабильной сети, напряжение которой «гуляет» в широком диапазоне. Если с пониженными параметрами инверторы научились справляться, то со скачками и провалами напряжения дело обстоит печально.
Для того, чтобы понять, как скачки и провалы связанные с мощностью первичного источника – питающей сети или генератора, уничтожают инвертор — разберёмся как работает сварочный аппарат.
Одним из основных узлов инверторного ММА-аппарата является силовая часть или блок инвертора в состав которого входят несколько силовых транзисторов. Транзисторы управляются опорным генератором который, по определённому алгоритму, с частотой в несколько десятков килогерц открывает и закрывает транзисторные «ключи».
Частота работы инвертора в штатном режиме обычно не меняется (за исключением работы в режиме VRD), изменяется лишь длительность открытого состояния транзисторов, — именно на данном эффекте построен способ управления который называется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).
Современный сварочный инвертор стремится поддерживать мощность источника на заданном уровне, (P = U x I) соответственно для стабильной работы аппарату необходимо постоянно отслеживать пропорции токов и напряжений с помощью так называемых «обратных связей». Под воздействием внешних дестабилизирующих факторов: например, при изменении длины дуги – транзисторы меняют значения тока, для того, чтобы поддержать стабильность сварочного процесса. Питающее напряжение, а точнее его скачки или провалы – так же является важным дестабилизирующим фактором. Для того, чтобы поддержать требуемое значение мощности инвертору, при падении или скачке питающего напряжения приходится резко увеличивать или сбрасывать ток.
Для того, чтобы мощность аппарата оставалась стабильной опорному генератору приходится многократно перезапускать транзисторы. Основной опасностью для инверторного блока сварочного аппарата являются не сами нештатные параметры питающей сети, а процесс многократного перезапуска транзисторов, который возникает в переходные периоды, например, при попытке поджига дуги. Инвертор включенный в нестабильную сеть, в момент касания электрода детали (КЗ) — начинает потреблять мощность, обеспечить которую питающая сеть просто не в силах. Цепи обратной связи сварочного аппарата дают команду на аварийную остановку транзисторов. Как только транзисторы отключаются, – напряжение в сети возрастает и цепи обратной связи пытаются запустить инвертор по новой: инверторный блок начинает потреблять мощность, обеспечить которую сеть не может, что приводит к аварийному отключению. Аппарат попадает в замкнутый круг перезапусков которые происходят очень быстро и сопровождаются выделением тепла. Это тепло приводит к разогреву транзисторов и, со временем, провоцирует выгорание силовых компонентов.
Ещё один момент. Поскольку работа транзисторов инвертора идёт на очень большой частоте (60 кГц) – сварщик может не замечать проблем с процессом работы. Постоянные перезапуски силовой электроники не очень заметны сварщику. У владельца инвертора, который работает в условиях нестабильной сети, может создаваться ощущение, что процесс идёт штатно: дуга горит, ванна достаточно жидкая и процесс в целом – вполне управляем. Однако, это не значит, что аппарат работает штатно и транзисторы в процессе перезапусков не перегреваются.
Процесс разогрева протекает достаточно быстро. Бывает, что после двух-трёх дней работы в условиях плохой сети, аппарат выходит из строя. Впрочем, бывали примеры, когда инвертор сгорал уже на втором электроде. Транзисторы нагреваются настолько быстро, что термозащита, установленная на радиаторах аппарата не успевает сработать.
В общем, при включении сварочного аппарата в розетку, следует убедиться, что мощности источника питания будет достаточно для стабильной работы аппарата, а сечение проводки и удлинителей соответствует нагрузке. Тогда, инвертору гарантирована долгая и счастливая жизнь. Перед включением аппарата в розетку проверьте вводной кабель вашего щитка. Чем он толще, тем больше шансов у Вашего инвертора служить Вам верой и правдой долгие годы.
Бережное и внимательное отношение к инверторам, значительно продлевает срок их службы.
Смотрите данную статью в видео-ролике:
Портативный аппарат для точечной сварки
Всем привет! Всегда было интересно как справляются со своими задачами портативные модели контактной сварки, ведь знакомый для для работы покупал довольно массивную коробку с питанием от сети, а тут корпус 10х8х3см, не самые толстые из возможных провода и аккумуляторы внутри… Заявлена пайка лент толщиной до 0.12мм, в комплекте поставляется несколько метров 0.1мм.
Под катом внешний вид, тестирование и внутренний мир.
Харакетристики
Тип устройства: Контактная точечная сварка
Материал корпуса: Алюминиевый сплав
Размеры: 10 x 8.4 x 2.8см
Цвет: Черный
Выходное напряжение: 4.2В
Выходной ток: 639A
Максимально возможный ток: 1200A
Емкость аккумулятора: 4300мАч
Интерфейс зарядки: Micro USB / Type-C
Вход: 5В 1А
Толщина ленты для спайки: 0.1-0.12мм
Распаковка и внешний вид
Оранжевый пакет 
Внутри картонная коробка без опознавательных знаков, если не считать наклейки сбоку 
Внутри корпус в пупырке, пучок проводов и моток лента в пакетике 
Вот весь комплект 
На лицевой стороне устройства расположена кнопка для включения/настройки, индикатор и клеммники 
Провода быстросъемные, 10AWG, иглы впрессованы в рукояти 
С обратной стороны корпуса нанесены основные характеристики, разъем и индикатор зарядки 
Во время зарядки он светится красным 
В конце процесса зеленым, при остатке в одно деление залилось 3000+ мАч. Как-то заметил желтое свечение и решил, что это глюк платы, потом внимательно прочитал пояснения рядом и оказывается, что через 5 дней бездействия активируется саморазряд аккумулятора до 50%, при этом светится и зеленый и красный светодиоды. 
Тестирование
Для включения нужно зажать кнопку до заполнения шкалы индикатора, который отображает оставшийся заряд
Вход в регулировку мощности осуществляется двойным нажатием, регулировка одиночным, выход снова двойным
Если коротко нажать кнопку, активируется импульсный режим с подачей напряжения каждые две секунды
Если его не включать, сварка производится через секунду после касания щупами пластины.
Для начала взял никелевую ленту 0.1х8мм(чистую, по заявлению производителя)
Cложил вдвое и прошелся во всем диапазоне мощности
Руками она разъединяться не хотела, пришлось использовать инструмент
Хорошо зацепилась точка второго режима мощности и последующие 
Повторил на комплектной ленте, где скорее всего сталь покрыта никелем, она спаялась лучше 
Аккумуляторы в пути, попробовал на алкалиновых батарейках, лента к минусовому контакту липнет чуть хуже, чем на тестах выше, мощность приходится поднимать до 3-4 уровня. И еще огорчило, что по мере разряда аккумулятора, прочность спайки так же постепенно падает, в идеале нужно не допускать просадки ниже 3 деления.
0.12мм ленты к сожалению у меня нет, так что протестировал на 0.15мм, работа с которой не заявлена
Её не сварило от слова совсем, не отвалилась сама конечно, но пальцами смог разделить легко
Результат ближе 
Осциллографом поймал импульсы, их длительность составляет от 10 до 30мс в зависимости от выбранного режима 
Испортил щуп, достаточно было на максимальной мощности коснуться крючка минусовым контактом 
Кусок остался на игле 
А еще прожег коврик для обзоров, спаивая ленту в 4 режиме 
Начинка
Корпус разбирается легко, достаточно открутить текстолитовую заглушку и вытянуть плату на полозьях 
Питается от двух аккумуляторов, подключенных параллельно 
Компоненты размещены с обратной стороны, силовая часть представлена четырьмя мосфетами 4N04R8 
Купон
BG58481 скидывает -$21.2, ценник за версию с microUSB опускается до $37.77, а Type-C до $42.7
Итоги
Интересная портативная модель для тех, кому изредка нужно перебрать аккумуляторную сборку, точек 40-50 спокойно можно спаять до того, как аккумулятор разрядится до уровня, при котором сцепка станет не очень надежной. Разъем зарядки довольно распространенный: microUSB или Type-C на выбор.
Легкий и компактный корпус, который больше смахивает на павербанк подойдет для полевых условий, но нужно понимать, что по мощности сабж не дотягивает до «взрослых» моделей и ленту толще 0.1мм ему подсовывать не стоит. В характеристиках заявлен ток вдвое ниже расчетного, так что для увеличения мощности можно добавить третий аккумулятор, должно стать заметно лучше, как по мощности, так и автономности. А еще, судя по даташиту, мосфеты рассчитаны на напряжение до 40В, как думаете, может есть смысл подключить аккумуляторы последовательно, запитав управляющую электронику от какой-то одной банки, и переделав зарядку на 2S сборку?
Как всегда, приветствуется конструктивная критика в комментариях. Всем добра =)
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Планирую купить +69 Добавить в избранное Обзор понравился +99 +161
- 22 февраля 2021, 10:36
- автор: ResSet
- просмотры: 18058
