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ESAB Caddy Arc 251i ユーザーマニュアル
Caddy®
Arc 251i
服务手册
0740 800 188 CN 20120302
Valid for: serial no. 810-xxx-xxxx
目录
请先阅读.............................................................. 4
引言.................................................................. 5
技术参数.............................................................. 6
布线图................................................................ 8
部件说明........................................................... 8
Arc 251i..............................................................10
操作说明............................................................. 12
1 MMC 装置........................................................ 12
2AP1 EMC 板....................................................... 12
2AP2 电源板....................................................... 13
2AP2:1 主电路................................................... 13
2AP2:2 次级电路................................................. 15
2AP2 部件位置................................................... 16
15AP1 电源模块 (Power module)..................................... 17
15AP1:1 开关电路................................................ 17
15AP1:2 栅极驱动级.............................................. 17
15AP1:3 次级电源电路............................................ 18
15AP1:4 温度监测电路............................................ 19
15AP1:5 晶闸管触发电路.......................................... 19
15AP1 部件位置.................................................. 20
17AP1 PFC 板...................................................... 21
17AP1:1 电源.................................................... 21
17AP1:2 功率因数校正器 (PFC).................................... 21
17AP1:3 晶闸管触发电路.......................................... 22
17AP1:4 温度监测................................................ 22
17AP1 部件位置.................................................. 23
20AP1 控制板 (Control board)...................................... 23
20AP1:1 电源.................................................... 24
20AP1:2 控制面板接口电路........................................ 25
20AP1:3 远程控制输入............................................ 25
20AP1:4 脉冲宽度调制器.......................................... 26
20AP1:5 温度监测................................................ 26
20AP1:6 分流器和电流控制放大器.................................. 27
20AP1:7 电弧电压反馈............................................ 27
20AP1:8 TIG 功能................................................ 28
20AP1:9 焊接工艺控制............................................ 29
20AP1:10 开机启动顺序........................................... 30
20AP1:11 风扇开/关.............................................. 31
20AP1 部件位置.................................................. 32
20AP1 VRD 捆绑.................................................. 32
故障代码............................................................. 33
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目录
维修说明............................................................. 34
什么是 ESD?...................................................... 34
维修援助.......................................................... 34
专用工具.......................................................... 34
检查电源板 (Power board) 15AP1.................................... 35
检查 PFC 板 17AP1................................................. 37
软启动............................................................ 38
检查栅极脉冲...................................................... 41
在散热片上安装部件................................................ 42
维修过程中检查和测试................................................. 44
一般要求.......................................................... 44
定期检查和测试.................................................... 44
维修后的检查和测试................................................ 44
目视检查.......................................................... 44
电气测试.......................................................... 46
功能测试.......................................................... 48
测试报告.......................................................... 49
备件................................................................. 50
保留变更技术规范的权利,恕不另行通知。
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请先阅读
请先阅读
保养和维修工作必须由有经验的人完成,而电气工作只能由经过培训的电工进行。只有使用
推荐的更换零件。
此维修手册适用于经过电气/电子培训的技术人员,对故障跟踪和维修相关工作很有帮助。
使用布线图作为操作描述的索引方式。电路板被分成带有编号的方块,操作描述中将分别对
各部分进行详细介绍。部件描述中列出了布线图中的部件名称。
请以备件清单为向导,查找部件在设备中的位置。备件清单在单独的文件中公布,请参阅本
手册中的“备件清单”章节。
本手册包含了 2012 年 3 月及之前已做出的所有设计更改的详细信息。
本手册适用于:序列号为 810-xxx-xxxx 的 Arc 251i。
Arc 251i 是根据国际和欧洲标准 IEC/EN 60974 设计和测试的。
维修完成后,维修人员需要确保产品仍然符合上述标准的要求。
警告!
很多电源零件的电压为电源电压。
小心!
在安装或操作前,请阅读并理解本使用说明书。
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引言
引言
Caddy Arc 251i 是适用于 MMA 和 TIG 焊接的焊接电源,其所有设置均从控制面板上设置。
电源的设计结构
Caddy Arc 251i 是依赖于逆变器原理的微处理器控制电源。它由若干功能模块构成,如以下
连接示意图所示。每个模块都有一个模块编号,该编号始终作为该模块中部件名称/标识的第
一部分。
Arc 251i 的原理框图
模块具有以下主要功能:
2AP1 EMC 模块
EMC 模块抑制电源干扰。
17AP1 PFC
PFC 模块处理电源的功率因数校正。3 相电压进行整流且将形成受控高电压直流电源的开关电
路供给到电源板 (Power board) 15AP1。
15AP1 电源板 (Power board)
该模块是正激变换器,依赖于 45 kHz 的开关频率工作。IGBT 晶体管用作开关元件。所有功
率半导体均内置在模块中。
2AP2 电源装置
电源装置 (PSU) 由 PFC 模块供电。它为风扇、控制板 (Control board) 和 PFC 模块的开关
电路产生电源电压。
20AP1 控制板 (Control board)
控制板 (Control board) 20AP1 检查控制面板控制元素的状态和电源板 (Power board)
15AP1 的功能。
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技术参数
技术参数
Arc 251i
主电源电压
400 V ± 15 %, 3 ~ 50/60 Hz
主电源
Ssc min 3.3 MVA
初始电流
Imax MMA
14 A
Imax TIG
10 A
焊接 6.5 分钟后进入节能模式时的空载功率
需求
30 W
设置范围
MMA
4 - 250 A
TIG
3 - 250 A
MMA 的允许负荷
30 % 占空比
250 A / 30 V
60 % 占空比
190 A / 27.6 V
100% 占空比
150 A / 26 V
TIG 的允许负荷
30 % 占空比
250 A / 20 V
60 % 占空比
190 A / 17.6 V
100% 占空比
150 A / 16 V
最大电流时的功率因数
MMA
0.94
TIG
0.93
最大电流时的效率
MMA
83 %
TIG
79 %
开路电压
不带 VRD
62 V
带 VRD
<35 V
工作温度
-10 至 +40 °C
运输温度
-20 至 +55 °C
闲置时的恒定声压
<70 db (A)
尺寸(长x宽x高)
418 x 188 x 208 mm
重量
10.5 kg
变压器绝缘等级
H
密封等级
IP 23
应用等级
主电源,Ssc min
网络上的最小短路功率符合 IEC 61000-3-12。
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技术参数
占空比
占空比是指在没有过载的某一负荷下,在十分钟内可进行焊接或切割的时间百分比。占空比适
用于 40°C。
密封等级
IP 代码指示密封等级,即防止固体物质或水分渗入的防护程度。带 IP23 标记的设备在室内
和户外均可使用。
应用等级
符号
指示此电源专为在电击危险较大的区域内使用而设计。
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布线图
布线图
电源包括多个功能模块,后文的部件描述中将介绍它们。布线图中的导线编号和部件名称显示
每个部件所属的模块。
模块中的焊丝/电缆标记为 100 - 6999。
模块之间的焊丝/电缆标记为 7000 - 7999。
模块外的部件 - 如,电容器 - 重命名为 C1 - C99、连接器 XS1 - XS99(S = 插座)、XT1
- XT99(T = 端子)。
每个模块中的电路板都具有名称,如 20AP1 - 20AP99。
20 = 模块关联,1-69
AP = 电路板
1 = 个人识别号,0-99
特定模块中的晶体管具有识别号,如 15Q1 - 15Q99。
15 = 模块关联,1-69
Q = 晶体管
1 = 个人识别号,0-99
部件说明
部件
描述
1
MMC 模块 (MMC module)。此模块在控制面板相关的手册中说明。
2
主电源模块 (Mains module)。导线编号 200 - 299。
2AP1
EMC 板,请参阅“布线图”章节。
2AP2
电源板,请参阅“操作说明”章节。
2QF1
主开关。
2L1 2L5
铁氧体环芯。
15AP1
电源板 (Power board),请参阅“操作说明”章节。
15AP2
LC 过滤板,请参阅“操作说明”章节。
15TM1
主变压器。
15L2
电感器,焊接电路。
15ST1
15L2 绕组热控开关。
15D1 15D3
二极管模块。每个模块由两个二极管构成。两个二极管为整流二极管,一个来自
15D1,一个来自 15D2。三个二极管为续流二极管,每个模块各一个。15D3 的一个
二极管为过滤器二极管。有关组装说明,请参阅“维修说明”章节。
15EV1
风扇。
15RS1
分流器。119 ±1 mV(250 A 时)。
17AP1
PFC 板,请参阅“操作说明”章节。
17L1
PFC 电感器。
20AP1
控制板 (Control board),请参阅“操作说明”章节。
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布线图
小心!
静电可能损坏电路板和电子元件。
· 处理对静电敏感的设备时,请采取有效预防措施。
· 使用适当的防静电袋和防静电箱。
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布线图
Arc 251i
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布线图
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操作说明
操作说明
此操作描述部分介绍设备中电路板及其他部件的功能。它分为多个部分,各部分的编号与电路
板编号和功能块的构成对应。
1 MMC 装置
MMC 装置由操作员控制面板和显示板构成。MMC 用于设置和显示焊接参数。焊接参数由控制板
(Control board) 20AP1 存储。
控制板 (Control board) 由按钮、控制旋钮、LED 和 3 位数字显示器构成。
有关控制面板的描述,请参阅单独的使用和维修手册。
控制面板有:
· A32 适用于 MMA 和 DC TIG 焊接。
· A34 适用于 MMA 和 DC TIG 焊接。
2AP1 EMC 板
线圈和电容器组合可防止电源内部的干扰,以到达电源网络。
电路图
警告!
危险电压 — 电源电压。
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操作说明
部件位置
2AP2 电源板
电源板从 PFC 板接收大约为 565 V 直流的整流电源电压。通过此操作,可产生电源电压。
2AP2:1 主电路
警告!
危险电压 — 电源电压。
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操作说明
PFC 板 17AP1 为主电路提供 565 V 直流。
晶体管 Q1 和 Q2 是开关电压电源中的开关元件。感应电路使用连接到 IC5 的次级电压
+24V。通过光耦合器 IC2,IC5 控制开关稳压器 IC3,这可通过 TR1 产生到 Q1 和 Q2 的栅
极脉冲。
+15VA 和 0VA
用于 2AP2 内部电源和 17AP1 及 15AP1 上的电路。通过 VR3 调节至 15±0.75 V。它是主要
侧面的一部分,因为它与 565 V 电源电压共享 0VA。
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操作说明
2AP2:2 次级电路
可通过 SST 3 测试输出电压,请参阅“维修说明”章节中的“软启动”。
+13VB 和 0VB
13±1.5 V 时未调节的电压,隔离电流,用于远程控制。
+5V 和 0V
通过 VR1 将电压调节至 5±0.25 V。
+24V 和 0V
通过主要侧面上的 IC3 和次级侧上的 IC5 将电压调节至 24±0.75 V。
-15V 和 0V
通过 VR4 将电压调节至 -15±0.75 V。
风扇开/关
风扇 15EV1 在 +24V 时供电。它通过信号风扇开/关由 20AP1 控制。另请参阅“20AP1:11 风
扇开/关”。
早期电源关闭预警
如果电压降低,输出 CN1:8 将为控制板 (Control board) 20AP1 上的处理器生成一个警告信
号。然后,控制板 (Control board) AP201 以受控方式关闭。
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操作说明
2AP2 部件位置
警告!
危险电压 — 电源电压。阴影区为电源电压电势。
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操作说明
15AP1 电源模块 (Power module)
电源模块主电路
警告!
危险电压 — 电源电压。当电源连接到主电源时,切勿在此板上做任何测量。
电源模块 (Power module) 是单端正激变换器,依赖于 45 kHz 的开关频率工作,带用作开关
元件的 IGBT 晶体管。
电源板 (Power board) 上搭载了栅极电路和开关电路。开关晶体管集成在作为电源板 (Power
board) 组成部分的半导体模块 PM1 中。
有关波形的屏幕轨迹和测量说明,请参阅“维修说明”。
有关如何检查电源板 (Power board) 的说明,请参阅“维修说明”章节。
如果电源板 (Power board) 出现故障,必须遵照“维修说明”章节的指示安装更换板。
15AP1:1 开关电路
开关晶体管被集成在半导体模块 PM1 中。它们四对四并联。
15AP1:2 栅极驱动级
变压器 TR1 是一个栅极驱动变压器,用于从电路板 20AP1 隔离驱动电路的电流。已测量电路
板 20AP1 上的栅极脉冲,请参阅“维修说明”章节的说明。
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操作说明
15AP1:3 次级电源电路
次级电源电路为:变压器 15TM1、二极管模块 15D1、15D2、15D3、电感器 15L2 和 LC 过滤
器 15AP2。
二极管模块
每个二极管模块包括两个二极管。
两个二极管为整流二极管,一个来自 15D1,一个来自 15D2。
三个二极管为续流二极管,每个模块各一个。15D3 的一个二极管为过滤器二极管。
在变压器 15TM1 的两个电压脉冲之间的时间间隔内,续流二极管保持来自电感器 15L2 的焊
接电流。
如果二极管模块出现故障,必须遵照“维修说明”章节的指示安装更换模块。
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操作说明
15AP2 过滤板
电感器 L1 通过 C1//C2 和 D2 形成 LC 电
路,以降低电弧在低焊接电流下熄灭的风险。
整流器二极管 15D1//15D2 导电时,LC 电路
充电。
电路能够在低电流下临时维持高电弧电压。
二极管 D2 可防止电容器 C1//C2 变为负值。
15AP2,电路图和部件位置
15AP1:4 温度监测电路
警告!
危险电压 — 电源电压。+15VA、+14VA、+5V1A 和 OVA 均处于电源电压电势。
控制板 (Control board) 20AP1 使用数字输入监测电源温度。来自 PFC 上的 NTC 电阻器和
电源的温度反馈是模拟的。电源板 (Power board) 上的监测电路处理温度测量的阀值水平和
滞后。
另请参阅“20AP1:5 温度监测”部分。
15AP1:5 晶闸管触发电路
请参阅“17AP1:3 晶闸管触发电路”部分。
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操作说明
15AP1 部件位置
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操作说明
17AP1 PFC 板
PFC 板包括主整流器、晶闸管触发电路、温度电路和 PFC 控制板 (Control board)。
PFC 板出现故障,必须遵照“维修说明”章节的指示安装更换板。
有关如何检查 PFC 板的说明,请参阅“维修说明”章节。
警告!
危险电压 — 电源电压。此电路板的所有部分均处于电源电压电势。
17AP1 主电路
17AP1:1 电源
由半导体模块 PM1 对三相电源电压进行整流。
电源处于闲置模式时,通过充电电阻器 R78 和 R79 提供整流电压 (565 V)。在焊接模式
下,PM1 中的晶闸管绕过电阻器。如果晶闸管未导电,则在装置处于焊接模式时,电阻器 R78
和 R79 将被烧坏。
565 V 电压为将电压升至 710 V 的 PFC 电路供电。
17AP1:2 功率因数校正器 (PFC)
使用功率因数校正器的目的是保持电源电流且与电源电压相位一致。PFC 电路保持 710 V 的
中间电压(+ 直流总线)。如果 PFC 电路不工作,则中间电压为 565 V 或更低。
PFC 正常工作时,通过直流总线的电压为 710 V。
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操作说明
17AP1:3 晶闸管触发电路
主电源接通时且处于闲置模式下,PM1 中的晶闸管关闭。
电源板 (Power board) 15AP1 上的开关电路接收到来自控制板 (Control board) 的栅极脉冲
后,触发电路将打开 PM1 中的晶闸管,因此它可绕过充电电阻器。
17AP1:4 温度监测
PM1 模块内置 NTC 电阻器,可监测内部温度。它连接至电源板 (Power board) 上的温度电
路。
请参阅“15AP1:4 温度监测”和“20AP1:5 温度监测”部分。
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操作说明
17AP1 部件位置
20AP1 控制板 (Control board)
控制板 (Control board) 上的处理器监测和控制电源的各种功能。它从控制面板获取有关焊
接参数的信息。
如果电路板有故障,必须更换。更换电路板后,请软启动电源。请参阅“维修说明”章节的说
明。
注意!
板上存在必须移到更换板上的跳线,请参阅“20AP1 部件位置”部分。
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操作说明
20AP1:1 电源
+5 V 和 +2.5 V
IC6 监测电路板 2AP2 上供应给 5 V 调节器的 24 V 电压。IC16 监测 5V 和 2.5 V 的电源
电压。调节器 VR4 为处理器提供 +2.5 V 的电压。
端子 PF6 的电压通常约为 24 V,当此值低于 20 V 时,IC6 的引脚 14 降低电压,从而为处
理器提供低电源电压信号。然后,该处理器存储电流数据并生成故障代码 E4。当 5 V 和 2.5
V 的电压低于其阈值时,处理器将收到 IC16 发出的重置信号。
正常关闭电源时不会显示故障代码 E4。
+15 V 和 +20 V
电压调节器 VR2 生成 +20 ±1.0 V 的输出电压,它提供脉冲宽度调节器输出级。
分压器 R70/R75 为处理器提供 2.6 V 的电压。这提供了一个电源可用信号。
电压调节器 VR1 产生 +15 V 的输出电压,这与 -15 V 的电源相结合,为模拟电路供电。
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操作说明
-15 V
-15 V 的电源是处理器监测。
+10 VB
电压调节器 VR3 产生稳定的 +10 V 电源,这可用于为遥控装置供电。此电源称作 +10 VB,
其中性点,0 VB 与电子中位 (0 V) 分离。
电位计 R56 用于调节电压。
20AP1:2 控制面板接口电路
请参阅用于 A32/A34 控制面板的维修手册。
20AP1:3 远程控制输入
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操作说明
如果远程控制输入已激活,但无参考信号,则电阻器 R54 保持低参考输入。这将产生用于TIG
焊接的 3 A 焊接电流和用于 MMA 焊接的 4 A 焊接电流。
20AP1:4 脉冲宽度调制器
脉冲宽度调制器决定开关晶体管控制脉冲的频率和脉冲时间。IC3 控制脉冲频率、脉冲时间和
脉冲抑制。
脉冲频率为 45 kHz +/- 1kHz,最大脉冲宽度为周期宽度的 43 - 44 %。有关波形的屏幕轨迹
和测量说明,请参阅“维修说明”。
晶体管 05 控制电路板 15AP1 上脉冲变压器的初级绕组。
20AP1:5 温度监测
温度监测电路的原理图
当温度超过以下阀值温度之一时,温度监测电路工作,如下所示。
如果监测电路工作,则电源关闭。电源无法重新启动,直至充分冷却。
15NTC_PM1 安装在电源板 (Power board) 15AP1 半导体模块 PM1 的内部。阀值温度为 95°
C 且在 62° C 时复位。
17NTC_PM1 安装在 PFC 板 17AP1 半导体模块 PM1 的内部。阀值温度为 88° C 且在 60° C
时复位。
热过载开关 15ST1 安装在电感器 15L2 的绕组中。它在 140° C 时打开。
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操作说明
20AP1:6 分流器和电流控制放大器
分流器在焊接电流为 250 A 时产生 119 mV 电压。分流器对焊接电流的响应呈线性。
如果分流器未连接到电路板,则电阻器 R2 为分流器输入提供约为 1.4 至 1.9 V 的电压。这
将会阻止电流控制放大器,即电源不提供任何焊接电流。
20AP1:7 电弧电压反馈
该电路测量电弧电压并将其调节到处理器适用的水平。64 V 的电弧电压在二极管 D13 的阴极
产生产生 5.0 V 的电压信号。
开路电压控制
开路电压控制将电压保持在 50 - 64 V。
激活 VRD(降压装置)功能时,开路电压为 < 35 V (19 - 30 V)。VRD 功能只能通过更改控
制板 (Control board) 捆绑激活或停用,请参阅下面电路图和“20AP1 部件位置”部分中的
部件位置图。
注意!
备件板在出厂时未启用 VRD。
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操作说明
VRD 捆绑
MMA
· 电源产生实际开路电压,请参阅:上文中的“开路电压控制”。
· 将电极接触工件。开路电压低于 45 V(激活 VRD 时为 16 V)时,将禁用开路电压控
制。
· 电流超过 8 A 时,将激活热启动电流。
· 电弧电压超过 52 V 时,将停止焊接并激活开路电压控制。
焊接电弧熄灭时,开路电压约为 120V 的峰值电压。在 0.3 秒内,开路电压控制会将电压降
至 60 V 左右的峰值电压(激活 VRD 时为 30 V)。
TIG
请参阅:以下“20AP1:8 TIG 功能”。
20AP1:8 TIG 功能
Live TIG 启动
· 电源产生实际开路电压,请参阅:上文中的“开路电压控制”。
· 将电极接触工件。电源产生约 24 A 的电流。
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操作说明
· 从工件上提起电极。电弧击出,开路电压控制停用且电流增加至 30 A。
· 电弧电压超过 8 V 时,电流增大/减小到设定电流。
· 如果电弧电压高于 45 V 的时间超过 100 毫秒,则开路电压控制将被激活。
焊接电弧熄灭时,开路电压约为 120V 的峰值电压。在 0.3 秒内,开路电压控制会将电压降
至 60 V 左右的峰值电压(激活 VRD 时为 30 V)。
端子 TIG
如上所示端子 TIG 不用于此应用中。
端子 TIG1 和 TIG5 用于软启动过程中的电源,请参阅“维修说明”章节。
20AP1:9 焊接工艺控制
处理器输入是焊接参数和电弧电压的设定值。处理器还计算焊接电流的设定值信号,并将其提
供给电流控制放大器。
工艺调节器控制原理
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操作说明
热启动 MMA
启动电流,MMA 焊接模式
1. 第 1 阶段,固定启动电流取决于设定电流。
2. 第 2 阶段,热启动 = 可调的启动电流。
MMA 正常焊接模式
在 MMA 正常焊接模式下,焊接电流在焊接开始时短暂增加。峰值电流(上图中的第 1 阶段)
的持续时间为 150 毫秒。
峰值电流是正常焊接电流的两倍(即,设置值的两倍),高达 150 A,符合最大电流 350 A。
热启动电流(上述第 2 阶段)的持续时间为 1.5 秒。该值被设为设定电流的百分数,但绝不
会超过峰值电流。
MMA 点焊模式
在 MMA 点焊模式下,峰值电流是设定值的 3 倍,但持续时间较短,仅为 50 毫秒。
热启动电流(上述第 2 阶段)的持续时间为 240 毫秒。该值被设为设定电流的百分数,但绝
不会超过峰值电流。
20AP1:10 开机启动顺序
开机时,电路板的 CAN 控制器从微处理器读
入总线速率:400 kbit/s。
电路板显示从开机开始的启动顺序。
LED1 点亮红色。然后,LED1、LED2 和 LED3
点亮绿色。
该板已启动且电源被载入应用程序时,LED1
以绿灯持续闪烁。
电路板 20AP1 上的 LED
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操作说明
20AP1:11 风扇开/关
风扇由控制信号风扇开/关控制。连接到 2AP2 上功率晶体管的信号可打开或关闭风扇电源。
另请参阅“风扇开/关”部分。
电源打开且运行七秒钟后,风扇将启动。它将在焊接启动且在焊接完成后继续运行 6.5 分钟
后启动。
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操作说明
20AP1 部件位置
注意!
端子 RS 上的引脚 5 和 6 之间必须存在跳线。
20AP1 VRD 捆绑
带状端子 A1 和 A2 用于激活 VRD 功能。
带状端子 A2 和 A3 用于停用 VRD 功能。
另请参阅20AP1:7 电弧电压反馈部分。
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故障代码
故障代码
代码 描述
E04 5 V 电源电压太低
未调节的电源电压 (+24 V) 太低:平流电容器无法保持使处理器能够继续工作的足够
电压。处理器停止所有正常活动,即将关闭。
措施:关闭主电源,将装置复位。如果故障仍然存在,请检查电路板 20AP1 的电源。
E06 高焊接温度
温度监测电路已工作。电源已停止,且在重置电路前无法重新启动。另请参阅“操作
说明”章节。
可能的原因:过载、风扇工作不正常、冷却空气入口或出口堵塞或换热器上有积尘。
E11 电流伺服故障
清除故障后,将自动复位。还可以通过按下任何按钮进行复位。
E16 高空载电压,VRD 错误
开路电压过高。
措施:关闭主电源,将装置复位。检查电弧电压监测电路,请参阅“操作说明”章
节。如果故障依然存在,请更换电路板 20AP1。
E19 持续内存错误
措施:重新启动电源。如果故障依然存在,请更换电路板 20AP1。
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维修说明
维修说明
小心!
静电可能损坏电路板和电子元件。
· 处理对静电敏感的设备时,请采取有效预防措施。
· 使用适当的防静电袋和防静电箱。
什么是 ESD?
静电从一个物体突然向另一个物体转移或放电。ESD 代表静电放电。
ESD 损坏是怎么发生的?
ESD 可导致敏感电气元件损坏,但对人并无危险。当带有静电电荷但没接地的人或物体接触到
已接地的部件或组件时,就会发生 ESD 损坏。可能会发生静电快速释放,从而造成损坏。这
种损坏可能会以立即导致故障的形式出现,但更有可能是系统性能受到影响,以及该部件过早
地出现故障。
如何防止静电损坏?
我们可以有意识地预防 ESD 损坏。如果能阻止静电在您身体或工作站的任何物体上积聚,则
不可能有任何静电放电。非导电材料(如织物)或绝缘体(如塑料)会产生和保持静电,因此
不应将不必要的非导电性物品带入工作区。很显然难以将此类物品全部避开,因此我们采用各
种手段来排放人身上的静电放电,以防止 ESD 损坏风险。借用一些简单的设备即可实现:腕
带(接地)和导电鞋。
工作台面、推车和容器必须是导电并接地。只使用防静电包装材料。总而言之,为防止损坏,
尽可能不要触碰静电敏感器件。
维修援助
我们可以提供大量简化维修的维修工具。
防静电维修套件
订购编号 0740 511 001
使用该套件,更容易保护敏感部件免受静电放
电破坏。
套件内含:
· 一张导电垫(尺寸 610 x 610 mm)
· 一根 1.5 米长的接地线(带鳄鱼夹)
· 一个可调节的腕带和内置了保护电阻器的
电缆
防静电维修套件
专用工具
软启动工具 SST 3
软启动工具 SST 3 是为 ESAB 的单相逆变器和输出电流为 250 A 的三相逆变器而准备。订购
编号 0459 534 881
0740 800 188
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维修说明
单相逆变器功能
三相逆变器功能
·
·
·
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·
·
·
·
软启动整流器
带电流限制功能的电压适配器
电压测试板
带测试端子的栅极脉冲负载
并联电压电阻器。用于带模拟控制板
(Control board) 的单相逆变器:Arc
151i A31、Arc 152i A31 和 OrigoArc
带电流限制功能的电压适配器
电压测试板
带测试端子的栅极脉冲负载
温度监测复位跳线
测试盒 TB 1
将用于在役检查和测试。
订购编号:0460 868 880
CAN 适配器
要在无外部 CAN 接口(12 或 10 极输出)的电源上升级电源板 20AP1,要有可用适配器。
订购编号:0461 143 880
适配器连接到 20AP1 上的 RS 连接器(请参阅“操作说明”章节中的部件位置)且另一端连
接正常 CAN 接口(USB2CAN 或 PPCAN)。
检查电源板 (Power board) 15AP1
1. 从主电源断开焊接电源。
2. 拆掉盖子。
3. 测量 PM1 模块中续流二极管的正向压降。
a) 将万用表的正极连接至 CN4 且将负极连接至 CN5。压降必须为 0.35 到 0.6 V。
b) 将万用表的正极连接至 CN6 且将负极连接至 CN3。压降必须为 0.35 到 0.6 V。
4. 测量 PM1 模块中晶体管栅极和电源之间的电阻。
a) 将欧姆表的负极连接至 CN5 且将正极分别连接至 PM1:9、PM1:10、PM1:12 和
PM1:13。
该电阻必须大于 100 kohm。
b) 将欧姆表的负极连接至 CN4 且将正极分别连接至 PM1:18、PM1:19、PM1:21 和
PM1:22。
该电阻必须大于 100 kohm。
5. 测量 PM1 中 NTC 电阻器的电阻。
在 PM1:23 和 PM1:24 之间进行测量。
环境温度大约为 20° C 时,电阻必须为 1.5 到 2.0 kohm。
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维修说明
15AP1 测量点
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维修说明
检查 PFC 板 17AP1
1. 从主电源断开焊接电源。
2. 拆掉盖子。
3. 测量整流桥二极管的正向压降。
压降必须为 0.4 到 0.6 V。
a) 将万用表的负极连接至 R78 且将正极分别连接至CN1、CN4 和 CN6 。
b) 将万用表的正极连接至 CN3 且将负极分别连接至 CN1、CN4 和CN6。
4. 拧开并取下将 17L1 连接到电路板的两个螺钉。
通过安装塑料电缆扣的焊条头将 17L1 与电路板绝缘,或采用类似方法将 17L1 连接端子
与电路板绝缘。
a) 测量二极管 PM1:D1 的正向压降。
将万用表的正极连接至 R79 且将负极连接至 CN2。
压降必须为 0.4 到 0.6 V。
b) 测量二极管 PM1:D2 的正向压降。
将万用表的正极连接至 17L1 且将负极连接至CN2。
压降必须为 0.7 到 0.9 V。
5. 将 17L1 连接至电路板,并将连接螺钉拧至 4.5 Nm。
6. 测量充电电阻器 R78 和 R79 之间的电阻。
该电阻必须大约为 24 ohm。
7. 测量 PM1 中 NTC 电阻器的电阻。
a) 在 PM1:5 和 PM1:6 之间进行测量。
环境温度大约为 20° C 时,电阻必须为 1 到 2 kohm。
b) 断开带状电缆与端子 CN5 的连接。
c) 在 PM1:5 和 PM1:6 之间进行测量。
环境温度大约为 20° C 时,电阻必须为 5.5 到 6.5 kohm。
d) 将带状电缆重新连接至端子 CN5。
8. 将电源连接到主电源并打开主电源开关。
9. 测量整流电源电压。
在 R79 和 CN3 之间进行测量。电压必须为 565 V DC (±15%)。
10. 测量 PFC 板的输出电压。
在 CN2 和 CN3 之间进行测量。电压必须为 710 V DC (±5%)。
11. 检查晶闸管触发电路。
a) 在 R78 和 R79 之间连接电压表。
空载时的电压必须大约为 1.2 V 直流。
b) 将电源输出连接至 200 ohm 100 W 电阻负载(可使用测试盒 TB 1)。
c) 将焊接电流设置为 25 A。
R78 和 R79 之间的电压必须大约为0.8 V 直流。
12. 检查电压 5V1。在 TP1 和 CN3 之间进行测量。
电压必须为 5.1 V DC (±2%)。
13. 从主电源断开电源。
14. 重新装上盖子。
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维修说明
17AP1 测量点
有关 17AP1 电路图,请参阅“15AP1 部件位置”部分。
软启动
我们建议在更换了电路板 20AP1、电源板 2AP2 和电路板或电源模块 (Power module) 中的部
件后软启动电源。
软启动为电源板 (Power board) 提供低电压,以避免人身伤害或部件损坏。
在跟踪故障时采用软启动不失为较佳选择。
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维修说明
专用设备
要软启动电源,您需要软启动工具 SST 3,这
在“故障代码”章节有说明。
警告!
危险电压 - PFC 板 17AP1 在软启
动过程中处于电源电压下。
电路板定位
说明
1. 从主电源断开焊接电源。
2. 拆掉盖子。
3. 拆下 PFC 板 17AP1 和电源板 (Power board) 15AP1 之间的两根铜棒。
(17AP1:CN2 与 15AP1:CN5 连接,17AP1:CN3 与 15AP1:CN6 连接。)
4.
5.
6.
7.
8.
断开带状电缆与电源板 2AP2 端子 CN1 的连接。
将电缆“电压测试”从 SST 3 连接至 2AP2 的端子 CN1。
将电源连接到主电源。
将主电源开关转至 ON(开)。
验证 2AP1 的输出电压,SST 3 上的所有 LED 都必须亮起。
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维修说明
9. 检查 2AP2 的 +15VA 电压。
在 2AP2 上的端子 CN2:4 和 CN2:5 之间进行测量。
电压必须为 15 V ±0.75 V。
10.
11.
12.
13.
将主电源开关转至 OFF(关)。
重新装上电源板与控制板 (Control board) 之间的带状电缆。
从主电源断开电源。
连接用于 15AP1 软启动的 SST 3。
a) 将电缆 20AP1 TIG 连接到控制板 (Control board) 的端子 TIG。
b) 将电缆 15AP1 CN5 连接到电源板 (Power board) 的端子 CN5。
c) 将电缆 15AP1 CN6 连接到电源板 (Power board) 的端子 CN6。
14.
15.
16.
17.
将电源连接到主电源。
将主电源开关转至 ON(开)。
将电源设为 MMA 模式。
测量 15AP1 的电源电压。
在 CN5 (+) 和 CN6 (-) 之间进行测量。
电压必须为 22 到 25 V 直流。
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维修说明
18. 测量焊接插座之间的电压。
电压必须大约为 4 V 直流。
19.
20.
21.
22.
23.
软启动的电路连接和测量点
将焊接电源的主电源开关转至 OFF(关)。
从主电源断开电源。
断开 SST 3 连接。
重新装上 PFC 板和电源板 (Power board) 之间的两根铜棒。
(17AP1:CN2 与 15AP1:CN5 连接,17AP1:CN3 与 15AP1:CN6 连接。)
重新装上盖子。
检查栅极脉冲
检查栅极脉冲时,电源可处于软启动模式或正常操作模式。
专用设备
要测量栅极脉冲,您需要栅极脉冲负载。这包括在软启动工具 SST 3 中,在“故障代码”章
节有描述。
说明
1. 从主电源断开电源。
2. 断开连接器 20XS5 与控制板 (Control board) 20AP1 上端子 G 的连接。
3. 将 SST 3 的栅极脉冲测试电缆连接到控制板 (Control board) 20AP1 上的端子 G。
4. 断开连接器 20XS1 与控制板 (Control board) 20AP1 的连接。
5.
6.
7.
8.
9.
测量栅极脉冲的连接
将温度开关跳线连接到控制板 (Control board) 20AP1 上的端子 T。
打开电源。
将示波器连接到 SST 3,将探头连接到 SST 3 的端子 G2,将屏幕连接到端子 G1。
将电源设为 MMA 焊接模式。
测量脉冲频率。它必须为 45 kHz +/- 1kHz。
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维修说明
10. 测量负脉冲的持续时间。它必须为周期时间的 41 - 43 %(在电压等级为 -10 V 时测
量)。
11. 脉冲的波形必须如下图所示。
电路板 20AP1 的栅极脉冲
在散热片上安装部件
导热膏
将部件安装到散热片上之前,请在部件上涂抹导热膏。
首先清洁散热片,然后在部件的接触表面上涂抹一层极薄、 均匀的导热膏。导热膏的用途是
填充部件表面与散热片之间的任何凹陷。部件的这些部分和形成真正金属接触的散热片可能已
具有良好的导热接点。
如下所示安装部件。
有关导热膏、辊筒和滚筒手柄的订购编号,请参阅备件清单。只能使用我们推荐的导热膏。
安装说明
15AP1
带半导体模块的电源板 (Power board)
1. 清洁散热片,并如上所述在半导体模块上涂抹导热膏。
2. 装上电路板并将螺钉扭矩拧至 2.5 Nm,然后再拧至 4.5 Nm。
3. 对于将变压器 15TM1 和铜棒连接到电路板 15AP1 的螺钉,请将其扭
矩拧至 4.5 Nm。
小心!
部件安装不当可能导致故障。螺钉拧紧扭矩不能超过 4.5
Nm。
注意!
如果必须更换变压器 15TM1,必须先拆掉电源板 (Power
board),然后如上所述重新安装。
15D1,
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二极管模块
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维修说明
15D2,
15D3
1. 清洁散热片,并如上所述在二极管模块上涂抹导热膏。
2. 装上模块并将螺钉扭矩拧至 2.5 Nm,然后再拧至 4.5 Nm。
3. 3. 将与铜棒和电路板 15AP1 的所有连接拧至 4.5 Nm。
小心!
部件安装不当可能导致故障。螺钉拧紧扭矩不能超过 4.5
Nm。
17AP1
带半导体模块的 PFC 板
1. 清洁散热片,并如上所述在半导体模块上涂抹导热膏。
2. 2. 装上电路板并将螺钉扭矩拧至 2.5 Nm,然后再拧至 4.5 Nm。
3. 3. 对于将 17L1 和铜棒连接到电路板 15AP1 的螺钉,请将其扭矩拧
至 4.5 Nm。
小心!
部件安装不当可能导致故障。螺钉拧紧扭矩不能超过 4.5
Nm。
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维修过程中检查和测试
维修过程中检查和测试
符合 IEC 60974-4 标准。
一般要求
测试人员的资质
焊接电源的测试具有危险性,应由电气维修领域的专家执行,此人最好也熟悉焊接、切割及相
关工艺。
测试条件
应在 10°C 至 40 °C 的环境气温条件下,在干燥清洁的焊接电源上执行测试。
测量仪器
测量仪器的精度至少应为 2.5 级,但绝缘电阻的测量除外,尽管未指定其仪器精度,但测量
时应加以考虑。
电压表应至少具有 1MO 的内部电阻且指示平均值。
定期检查和测试
应参照制造商的说明和当地的法规,定期执行检查和测试。定期检查和测试包括:
· 目视检查(请参阅“目视检查”部分)
· 电气测试(请参阅“电气测试”部分)
检查和测试应记录在测试报告中(请参阅“测试报告”部分)。
执行经核准的测试后,应在设备上贴上带有签名和日期的标签。
维修后的检查和测试
维修后,应参照制造商的说明和当地的法规执行检查和测试。维修后的检查和测试包括:
· 目视检查(请参阅“目视检查”部分)
· 电气测试(请参阅“电气测试”部分)
· 功能测试(请参阅“功能测试”部分)
检查和测试应记录在测试报告中(请参阅“测试报告”部分)。
执行经核准的测试后,应在设备上贴上带有签名和日期的标签。
目视检查
从主电源断开焊接电源。
在目视检查期间,应检查被测试人员判断为与安全相关的各项功能是否工作正常。
在目视检查期间,应检查以下列出项目:
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维修过程中检查和测试
1. 喷灯/电极支架,焊接电流回路夹。
· 缺失或有缺陷的绝缘层
· 有缺陷的连接
· 有缺陷、损坏的开关
· 其他损坏
2. 主电源
· 有缺陷、损坏的电缆
· 变形、有故障的插头
· 断裂或热损坏的插头插脚
· 无效的电缆固定
· 不适合预期用途和性能的电缆和插头
3. 焊接电路
· 有缺陷、损坏的电缆
· 变形、有故障或热损坏的耦合器/插座
· 无效的电缆固定
· 不适合预期用途和性能的电缆和耦合器
4. 外壳
· 缺失或损坏的零件
· 未经授权的修改
· 冷却开口堵塞或缺少空气过滤器
· 过载和使用不当的迹象
· 缺失或损坏的保护盖
· 缺失或有缺陷的升降装置、支架等。
· 外壳内放置的导电性物体
5. 控件和指示灯
· 有缺陷的开关、仪表和灯
6. 一般条件
· 标志和标签可读性差
· 其他损坏或使用不当的迹象
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维修过程中检查和测试
电气测试
1. 从主电源断开焊接电源。
2. 检查该保护电路的连续性。
测量从螺钉 (1) 到电源插头 (2) 中保护接地连接之间的保护电路的电阻。
测量过程中,应沿电缆整个长度弯曲、曲折和扭曲电缆,以检测保护导线中是否存在中
断。
· 长达 5 m 电缆所需值,最大 O.3 Ω。
3. 使用绝缘测试仪检查绝缘电阻(将测量电压设为 500 V 直流)。
a. 将焊接电源的主电源开关转至 ON(开)。
b. 从电源插头 (2) 中电源引脚到焊接插座(3、4)进行测量。
· 所需值不低于 5 MΩ。
c. 从焊接插座(3、4)到电源插头 (2) 中保护接地连接进行测量。
· 所需值不低于 2.5 MΩ。
d. 从电源插头 (2) 中电源引脚到电源插头 (2) 中保护接地连接进行测量。
· 所需值不低于 2.5 MΩ。
e. 将焊接电源的主电源开关转至 OFF(关)。
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维修过程中检查和测试
4. 检查空载电压。
使用 ESAB 测试盒 TB 1。如果焊接电源具有激活的 VRD 功能,请转至第 5 步。
a. 将正极 (3) 和负极 (4) 焊接插座连接至 TB 1 的正极和负极接线柱 (DCIN)。
b. 将电压表连接到 TB 1 的 VPEAK 。
c.
d.
e.
f.
g.
·
将焊接电源连接到主电源。
将 TB 1 控制旋钮逆时针方向转动到 0.2。
将焊接电源的主电源开关转至 ON(开)。
将焊接电源上的焊接电流控制设置为最大。
检查电压表的最高值时,将 TB 1 的控制旋钮从 0.2 缓慢转动至 5.2。
测量值不应超过允许值 113 VPEAK
h. 将焊接电源的主电源开关转至 OFF(关)。
i. 从主电源断开焊接电源。
5. 检查 VRD 激活时的空载电压。
使用 ESAB 测试盒 TB 1。此测试仅在激活 VRD 功能时执行。
a. 将正极 (3) 和负极 (4) 焊接插座连接至 TB 1 的正极和负极接线柱 (DCIN)。
b. 将电压表连接到 TB 1 的 VPEAK 。
c.
d.
e.
f.
g.
·
将焊接电源连接到主电源。
将 TB 1 控制旋钮逆时针方向转动到 0.2。
将焊接电源的主电源开关转至 ON(开)。
将焊接电源上的焊接电流控制设置为最大。
使用电压表检查电压。
测量值不应超过 35 V。
h. 检查 LED 是否通过绿灯稳定亮起指示激活 VRD 功能。
i. 将焊接电源的主电源开关转至 OFF(关)。
j. 从主电源断开焊接电源。
测试盒 TB 1
TB 1 的电路图
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维修过程中检查和测试
功能测试
1. 应检查被测试人员判断为与安全相关的各项功能是否工作正常。
应通过操作设备和检查焊接电源是否正常工作来检查一致性。
2. 检查电源电路开/关切换设备:
a. 从主电源断开焊接电源。
b. 拆下盖子。
c. 将焊接电源的主电源开关转至 OFF(关)。
d. 从电源插头的电源引脚到 EMC 板 2AP1 进行测量。
· 测量 L1-CN2:3。所需值,开路
· 测量 L2-CN2:1。所需值,开路
· 测量 L3-CN2:5。所需值,开路
e.
f.
·
·
·
将焊接电源的主电源开关转至 ON(开)。
从电源插头中电源引脚到 EMC 板 2AP1 进行测量。
测量 L1-CN2:3。所需值,低于 0.5 Ω
测量 L2-CN2:1。所需值,低于 0.5 Ω
测量 L3-CN2:5。所需值,低于 0.5 Ω
g. 重新装上盖子。
3. 检查信号和控制灯。
通过打开装置和目视检查前面板来检查显示器指示灯的功能。
LED 测试开始时所有 LED 变暗,然后打开二极管,再关闭,一次只能测试一个二极管,
直至所有二极管均测试。如果测试检测到故障,将不记录故障代码。
显示屏测试的方法与 LED 测试相同,但用于测试显示屏的每个数字部分。如果测试检测
到故障,将不记录故障代码。
最终,将显示焊接参数装置的软件版本。
4. 通过焊接检查焊接电源的功能。
5. 从主电源断开焊接电源。
6. 编写测试报告。
请查看测试报告,(请参阅“测试报告”部分)。
7. 如果装置通过了所有测试,请附上带签名和测试日期的适当标签。
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维修过程中检查和测试
测试报告
公司:
位置:
设备:弧焊电源
序列号:
制造商:ESAB 类型:
测试设备:
目视检查
通过 □
电气测试
限值
保护导线电阻
≤ 0.3 Ω
测量值
绝缘电阻
输入电路/
≥ 5 MΩ
焊接电路 (500 VDC)
焊接电路/
≥ 2.5 MΩ
保护电路 (500 VDC)
输入电路/
≥ 2.5 MΩ
保护电路 (500 VDC)
空载电压
不带 VRD
Vpeak
≤ 113 VDC
VRD 激活
Vpeak
≤ 35 VDC
电气测试
通过 □
功能测试
通过 □
备注
日期
测试人员
签名
测试公司
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备件
备件
备件清单在单独的文件中公布,您可从以下网站下载:www.esab.com
产品
文件名
Arc 251i
0459 839 021
0740 800 188
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备件
0740 800 188
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ESAB subsidiaries and representative offices
Europe
AUSTRIA
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Tel: +43 1 888 25 11
Fax: +43 1 888 25 11 85
BELGIUM
S.A. ESAB N.V.
Brussels
Tel: +32 2 745 11 00
Fax: +32 2 745 11 28
BULGARIA
ESAB Kft Representative Office
Sofia
Tel: +359 2 974 42 88
Fax: +359 2 974 42 88
THE CZECH REPUBLIC
ESAB VAMBERK s.r.o.
Vamberk
Tel: +420 2 819 40 885
Fax: +420 2 819 40 120
DENMARK
Aktieselskabet ESAB
Herlev
Tel: +45 36 30 01 11
Fax: +45 36 30 40 03
FINLAND
ESAB Oy
Helsinki
Tel: +358 9 547 761
Fax: +358 9 547 77 71
GREAT BRITAIN
ESAB Group (UK) Ltd
Waltham Cross
Tel: +44 1992 76 85 15
Fax: +44 1992 71 58 03
ESAB Automation Ltd
Andover
Tel: +44 1264 33 22 33
Fax: +44 1264 33 20 74
FRANCE
ESAB France S.A.
Cergy Pontoise
Tel: +33 1 30 75 55 00
Fax: +33 1 30 75 55 24
GERMANY
ESAB GmbH
Solingen
Tel: +49 212 298 0
Fax: +49 212 298 218
HUNGARY
ESAB Kft
Budapest
Tel: +36 1 20 44 182
Fax: +36 1 20 44 186
NORWAY
AS ESAB
Larvik
Tel: +47 33 12 10 00
Fax: +47 33 11 52 03
POLAND
ESAB Sp.zo.o.
Katowice
Tel: +48 32 351 11 00
Fax: +48 32 351 11 20
PORTUGAL
ESAB Lda
Lisbon
Tel: +351 8 310 960
Fax: +351 1 859 1277
ROMANIA
ESAB Romania Trading SRL
Bucharest
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Fax: +40 316 900 601
RUSSIA
LLC ESAB
Moscow
Tel: +7 (495) 663 20 08
Fax: +7 (495) 663 20 09
SLOVAKIA
ESAB Slovakia s.r.o.
Bratislava
Tel: +421 7 44 88 24 26
Fax: +421 7 44 88 87 41
SPAIN
ESAB Ibérica S.A.
Alcalá de Henares (MADRID)
Tel: +34 91 878 3600
Fax: +34 91 802 3461
SWEDEN
ESAB Sverige AB
Gothenburg
Tel: +46 31 50 95 00
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ESAB International AB
Gothenburg
Tel: +46 31 50 90 00
Fax: +46 31 50 93 60
SWITZERLAND
ESAB AG
Dietikon
Tel: +41 1 741 25 25
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UKRAINE
ESAB Ukraine LLC
Kiev
Tel: +38 (044) 501 23 24
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North and South America
ARGENTINA
CONARCO
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