Remplacement du module IGBT dans la machine à souder. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Aujourd'hui, les sources d'énergie de soudage à onduleur sont largement utilisées. Leurs avantages sont bien connus : le soudage DC et sa facilité de réglage, son rendement élevé, son faible poids. Il n'y a peut-être qu'un seul inconvénient : le coût élevé.

Malheureusement, comme tout autre appareil électronique, les sources de soudage tombent parfois en panne. La raison la plus courante est le « grillage » des puissants transistors de sortie de l’onduleur. C'est exactement ce qui s'est passé avec l'onduleur ETALON ZX7-180R, que j'ai acheté déjà défectueux, mais très bon marché.

Le module IGBT y était cassé (Fig. 1). Selon le vendeur, il s'agit d'un dysfonctionnement typique de tels appareils, et le prix d'un nouveau module atteint la moitié du coût de l'ensemble de l'onduleur, et rien ne garantit que le module nouvellement installé ne tombera pas en panne après un certain temps.

Fig. 1

À la suite de la vérification de l'appareil, il s'est avéré que lorsque la tension du réseau est inférieure à 190 V, la forme des signaux fournis aux portes de l'IGBT commence à être déformée. Par conséquent, un affaissement de la tension secteur peut entraîner une ouverture incomplète de ces transistors et, par conséquent, leur surchauffe et leur claquage. De plus, les circuits RC (15 Ohm, 0,015 µF) entre les enroulements du transformateur de sortie de l'unité de contrôle et les portes IGBT retardent considérablement les montées et descentes des impulsions de commande. Le résultat est le même : un échauffement excessif du module iGBT.

Il n'y a pas de condensateur de blocage dans le circuit de puissance de ce module, et sans lui, les courants réactifs créés par l'inductance de fuite du transformateur de sortie, la capacité de ses enroulements et de son installation, circulent dans les circuits de puissance. Cela aggrave également les conditions thermiques de l'IGBT et du dispositif dans son ensemble.

Il a été décidé de remplacer le module par plusieurs IGBT distincts, ce qui coûtait plusieurs fois moins cher que l'achat d'un nouveau module, tout en essayant d'éliminer les défauts constatés. Le schéma de modification est présenté sur la Fig. 2. Ici, T1 est le transformateur de sortie de l'unité de commande de la source de soudage, T2 est le transformateur de courant dans le circuit de sortie de l'onduleur, T3 est son puissant transformateur de sortie. Les circuits RC R24C12 et R25C13 ont été retirés et remplacés par des cavaliers, comme indiqué sur le schéma. Les condensateurs C2, C3 (numéros conventionnels) et C11 étaient déjà présents dans la source.

Riz. 2 (cliquez pour agrandir)

Les numéros de broches du nouveau nœud (dans le schéma il est entouré d'une ligne en pointillés), remplaçant le module IGBT, coïncident avec les numéros de broches de ce dernier. L'unité est assemblée sur un circuit imprimé illustré à la Fig. 3. Les broches IGBT VT3-VT6 sont insérées dans les trous des plots correspondants de la carte et soudées dessus.

Fig. 3

Les transistors eux-mêmes sont situés au verso de la carte. ils sont pressés sur le dissipateur thermique avec des vis M3 passées dans des trous d'un diamètre de 3,3 mm sur la carte. Le dissipateur thermique doit avoir des trous filetés pour ces vis. ils sont percés en utilisant la planche elle-même comme modèle. N'oubliez pas de meuler le dissipateur thermique aux endroits où les transistors sont installés, de lubrifier ces endroits et les surfaces du dissipateur thermique des transistors avec de la pâte KPT et de les isoler avec des joints en mica.

Les conclusions des diodes de protection VD5 et VD6 sont soudées selon le schéma aux conducteurs imprimés 1-3. Sur ces conducteurs, traversés par un courant important, il est nécessaire de souder des segments de la tresse de fils blindés le long des chemins de son écoulement. Les bornes du condensateur C1 sont également renforcées en les enveloppant d'une couche de fil étamé ou en leur posant une tresse et en les soudant soigneusement.

Entre autres améliorations, il convient de noter le remplacement du transformateur de puissance de l'unité de commande et du redresseur double alternance qui y est connecté par un chargeur pour téléphone portable avec une tension de sortie de 15.V à un courant de 200.300 mA. Toute diode doit être connectée au circuit ouvert du fil commun (broche 2) installé dans l'onduleur du stabilisateur intégré 7812 (anode à la broche 2). Cela augmentera la tension stabilisée (jusqu'à 12,7 V) et l'amplitude des impulsions sur les portes de l'IGBT. Après une telle modification, la fonctionnalité de la source de soudage est conservée même lorsque la tension secteur est réduite à 80 V.

Lors de la première mise sous tension après modification, il est conseillé d'appliquer une tension de 310 V à l'IGBT à travers une lampe à incandescence de 220 V, 75 W. En réglant le régulateur de courant de soudage au maximum et en utilisant progressivement le LATR en augmentant la tension fournie à la source de soudage depuis le réseau de 80 à 250 V, nous nous assurons qu'il fonctionne. S'il n'y a pas de tension aux bornes de sortie, connectez-y la même lampe à incandescence. Cela devrait démarrer le générateur.

La lampe du circuit 310 V doit s'allumer légèrement.

Utilisez le régulateur de fréquence de fonctionnement de l'onduleur (situé sur la carte de l'unité de commande, plus près de son bord) pour obtenir une lueur minimale. Maintenant, en retirant les pompes et en rétablissant le circuit 310 V, vous pouvez enfin assembler la source de soudage et commencer à travailler avec elle.

Le courant de soudage maximum ne doit pas dépasser 180 A à une tension de 24...25 V, et le courant de court-circuit ne doit pas dépasser 190...200 A. Il est encore mieux de réduire le courant maximum (environ 170 A). en utilisant le régulateur disponible dans la source, ce qui augmentera la durée admissible de fonctionnement continu de la source sous charge. Effectuez cette opération uniquement lorsque la source est éteinte ! La rotation de la résistance de réglage dans le sens des aiguilles d'une montre réduit le courant maximum et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, l'augmente.

Les postes à souder ainsi modifiés (au total sept pièces passées entre mes mains) peuvent aussi fonctionner à partir d'un réseau faible (dans mon garage, par exemple, la tension ne dépasse pas 180 V), leur régime thermique est facilité et la maintenabilité est assurée .

Auteur : Chesnokov S.

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