ZX7系列逆變焊機常見故障維修

摘要：ZX7系列逆變焊機，采用先進半導體開關器件IGBT模塊作為主功率器件，應用逆變和雙極性控制技術，以優異動態響應與靜態恒流特性使焊接電流十分穩定，廣泛用于各種碳鋼、鑄鐵、不銹鋼、銅及其合金等金屬的焊接。具有引弧容易，飛濺小，抗干擾性強，體積小，重量輕，噪音低，而且負載持續率高等優點。以ZX7-315焊機為例：焊接電流在244A時負載持續率可達100%，焊接電流在273A時負載持續率達80%，焊接電流在315A時負載持續率達60%。功率用數COSφ≥0.8，效率η≥85%。所以各行業都以ZX7系列焊機取代原來老式旋轉式直流焊機，交流弧焊機。但由于逆變焊機服役年限增加及環境（如：灰塵，潮濕，通風狀態）對電子元件的影響，會發生多種類型故障，本文結合ZX7系列逆變焊機故障特點及對維修多臺經驗，歸納、總結幾種常見故障維修方法并歸納出簡易故障處理流程圖。

關鍵詞：逆變焊機 故障維修

我單位有ZX7系列逆變焊機共135臺，其中新亞45臺，凱爾達60臺，時代30臺，新亞、時代逆變焊機為2003年購置，到目前使用已經超過5年。因為電子器件使用年限一般為5-7年，超過這個周期，會出現多種類型故障，單位領導考慮到超過保修期（保修期限為一年）為節約單位資金，把維修焊機任務交給了我，為使故障焊機重新煥發新春，經對幾種焊機廠家內部資料分析、研究，總結出幾種故障維修及常用器件診斷及器件數據并歸納出簡易故障處理流程圖。

1 查找故障難點分析

ZX7系列逆變焊機由多種電路相互控制組成，損壞其一種器件，其另一器件也會受影響，例如主回路中IGBT模塊功率器件損壞，多數是由其它元件連帶造成的。例如：①IGBT模塊功率器件控制腳穩壓管、平衡電阻損壞；②驅動板有無脈沖信號（柵極管是否完好）；③控制板上CPU集成塊是否完好；④控制板集成塊7815、7915是否損壞。綜上所述，維修電焊機就要全面檢查，記錄好各種器件數據和檢查驅動板輸出波形，這樣對維修后焊機正常使用起到事半功倍作用。

2 主要器件和工作原理

ZX7系列逆變焊機組成：①主回路：由三相整流橋、輸出濾波電容、IGBT模塊、諧振板、主變壓器、阻斷電容、快恢復二極管（吸收阻容部件，吸收磁環）及電抗器組成。②控制回路：由控制板和驅動板組成。

具體工作原理如下圖：

原理說明：①主回路由三相整流橋將電壓380V交流電，整流成波紋較小的電壓大約500V直流電。②控制電路控制由驅功率器件，對主回路IGBT模塊功率器件實現雙極控制技術，使直流電逆變產生20KHZ高頻脈沖交流電。③經主變壓器降壓后再經整流電路整流濾波實現直流輸出，變成可以焊接的直流電。

3 ZX7系列逆變焊機幾種常見故障維修方法

3.1 故障一：空載電壓過低.電流顯示不正常

首先判斷IGBT模塊功率器件是否損壞。

3.1.1 用萬用表Ω檔（*1K或*100）測量IGBT模塊功率器件主回路接線柱2、1兩柱和1、3兩柱間正電阻。具體做法是用萬用表的黑表筆接模塊柱2、1，紅表筆接模塊柱1、3，若阻值在550Ω-750Ω之間，反向電阻兩表筆對調值在“∞”，可初步判斷IGBT模塊功率器件的穩壓管是好的；其它情況則IGBT模塊功率器件的穩壓管損壞。

3.1.2 進一步檢查：萬用表用Ω（*1K或*100）檔黑表筆接IGBT模塊1柱，紅表筆接模塊2柱，用6F22ND 9V電池正極對IGBT模塊功率器件控制腳6（外側一腳），腳7（內側一腳）對電池負極擦劃，如指針發生偏轉，證明IGBT模塊導通其中一路是好的。同樣方法測量IGBT模塊功率器件另一路黑表筆接柱3和紅表筆接柱1，如果也導通另一路也是好的。那整個IGBT模塊都是好的。具體操作如圖示：

注意：用電池擦劃后，發現萬用表指針偏轉后，要快速用手指按一下IGBT模塊控制腳兩極放電，以免損壞IGBT模塊。

如：指針不發生偏轉證明IGBT模塊已經損壞，接下來要判斷IGBT模塊功率器件損壞的原因。是哪些元件造成的，具體步驟：

①首先要檢查IGBT模塊控制腳上穩壓管是否完好。用萬用表測量其正向電阻值8-10KΩ之間，反向電阻值為“∞”是好的。如果正反向阻值為“0”時，說明穩壓管擊穿。如果正反向阻值均為“∞”說明穩壓管斷路。需要更換，更換時要注意方向。另外平衡電阻也要檢查阻值是否在2.4KΩ。②接下來檢查驅動板輸出波形如圖（用示波器）。③上圖波形表現為驅動板無故障，下圖波形表現為驅動板故障。故障原因a多為柵極管損壞；b可控硅也有可能損壞；c三極管、整流橋也有可能損壞。其現象：焊機上電后驅動板穩壓電阻會燒毀或崩驅動板。

3.1.3 控制板CPU集成塊損壞。可量管腳直流電壓判定。如果CPU是好的，7815、7915 集成塊是否完好。損壞逐一更換。

全部檢查后把損壞元件更換后，在進行示波器檢查。如果波形如上所述，說明故障排除。

3.2 故障二：逆變焊機電流不可調

步驟：①判斷電流調節電位器是否損壞。方法：用萬用表電阻檔對電位器三腳1、2和2、3，若阻值分別為“0-∞”“∞-0”由小到大或由大到小平滑過度。證明電位器是好的。反之更換。②判斷霍爾傳感器是否損壞。方法：用萬用表直流電壓檔測傳感器“+”、“-”兩端電壓，若電壓值為15V，證明傳感器是好的，反之證明傳感器損壞。③控制板CPU集成塊是否損壞。方法：測管腳電壓對地直流電壓值。用萬用表直流電壓檔測量7、8腳電壓值4.2-4.3V，11、13腳電壓6.3-6.4V，14腳電壓15V，則說明CPU集成塊完好，其它情況說明CPU集成塊損壞。

3.3 故障三：逆變焊機過熱指示燈亮無電流輸出

檢查方法：①停機片刻，如電焊機繼續可以工作，證明過熱開關動作；②檢查風扇是否工作（過熱開關動作，焊機無電流輸出）。方法：首先檢查接線是否松動，其次用萬用表電阻檔檢查啟動電容。③檢查過熱開關是否損壞。方法：用萬用表電阻檔判斷溫度開關，通壞，斷好。

3.4 故障四：空載電壓過高

快恢復二極管吸收阻容器件損壞。方法：用相應表計測量電阻期數值電阻5Ω，電容2.1-2.5微法。

3.5 故障五：電源指示燈不亮或閃爍，焊機蜂鳴器發聲焊機無輸出

①電網無電，焊機空氣開關損壞，控制保險管損壞。方法：檢查開關下側有無電壓并用萬用表電阻檔檢查保險管通斷。②電源過電壓、欠電壓、缺相。方法：用萬用表交流電壓檔檢查。

3.6 故障六：逆變焊機送電后空氣開關跳閘

步驟：①一次三相整流橋是否損壞。方法：用萬用表電阻檔測量正反向電阻。正向導通、反向截止證明整流橋是好的，反之整流橋損壞。②濾波電容是否損壞。方法：用萬用表電阻擋測量絕緣阻值，用黑表筆接電容正極，紅表筆接電容負極，如指針偏到5KΩ并慢慢回到0.5MΩ以上，證明電容是好的；如指針到“0”或無充電反應說明電容損壞。③IGBT模塊否損壞。檢查方法同故障一。

根據維修多臺ZX7系列焊機總結出電焊機故障維修流程，如下圖：

４ 使用效果

經過維修，對修復后的焊機進行一個多月試驗，無論電流調解、弧長、推力等設定未出現異常，工作非常平穩。到現在為止已經連續運行四個月，均未發現異常。修復后焊機完全能夠達到使用要求。

５ 結論

經過維修后的電焊機，無論操作性能，焊接質量都達到原來焊機的工作要求。在修復過程中要注意以下幾點：

①因為年限不同，元件型號有所改變，更換元件后要注意焊機電路是否產生振蕩，發生一點保護現象，這樣要在過流保護回路中適當調整，過流電阻和瓷片濾波電容用來改善修復后焊機的工作性能。②測量驅動板柵極管時不要用萬用表電阻檔測量完就認為沒問題了。一定要用示波器測量波形。因為柵極有一些細小缺陷用萬用表是檢查不出來的。③更換霍爾傳感器時一定要注意哪是接地，哪是電源，哪是信號接線柱。④更換整流橋濾波電容時一定要注意電容極性，兩電容是串聯極性是正-負-正-負，而并非并聯電路。⑤IGBT模塊功率器件上的諧振板更換一次模塊后，一定要對其所有元件進行全面檢查，電容要用專門DM-6243L類型電容表測量，幾個二極管阻值要相同，電阻阻值都要相同。⑥更換各種元器件或電流表后，一定要用測量直流電流表調整表頭電位器，把表上顯示電流和實際調整吻合。

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