ZX7培训教材.docx
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ZX7培训教材
ZX7-S系列逆变手工直流弧焊机
一、ZX7-S系列焊机基本工作原理和特点
ZX7-S系列逆变手工直流焊机采用了IGBT高频软开关逆变技术。
工频三相380V电源输入，直接整流后送给由IGBT等器件组成的逆变器变为高频交流，经高频变压器降压、高频整流器整流、滤波后输出适合于焊接的直流电。
总结起来，主回路的作用在于它提高了我们焊接所需的电能，如果主回路中的某一个环节有故障，都有可能会造成无输出电流，三相整流和高频逆变环节故障还会造成空气开关过流跳闸。
二、焊机电源特性实现
空载电压是通过电源变压器提供38V电压经过主控板倍压整流后实现的；恒流特性通过电流给定与电流反馈采样进行比较，经过PI调节器调节控制逆变器，达到控制输出电流大小，实现恒流。
外拖特性是由推力给定电位器及电压采样来控制。
电压越低，推力越大。
上述原理的实现，是由一些外围器件的辅助下完成的，如供电的电源变压器，电流给定电位器，推力给点电位器，电流反馈采样的分流器等。
三、规格型号参数
型号
参数
ZX7-250S
ZX7-315S
ZX7-400S
ZX7-500S
ZX7-630S
电源电压（V）
三相AC380V±10%
频率（HZ）
50
额定输入电流（A）
18
22
29
38
54
空载电压（V）
75
75
75
75
75
输出电流调节（A）
30~250
30~315
30~400
30~500
40~630
额定工作电压（V）
30
32.6
36
40
44
负载持续率（%）
60
60
60
60
60
效率（%）
（满载）
89
89
89
89
89
功率因数
（满载）
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
四、焊机的内部结构介绍
（以ZX7-500S为例）
1、主回路元器件介绍
2、焊机电路的工作原理
a）输入整流、滤波和全桥逆变电路
逆变主电路具体的工作原理如下：
来自电网～380V的电压经整流模块整流，C3,C4等电容滤波后，得到＋510V的直流电压。
该电压加到IGBT1和IGBT2等组成的全桥逆变功率变换器.IGBT1和IGBT2在驱动电路提供的方波电压信号激励下,对角开关管轮流开通或截止（关断），使流过主变压器初级的电流方向也交替变化。
软开关技术的全桥逆变电路
逆变电源的软开关工作方式是指利用LC谐振的方法，在开关过程中使开关管两端的电压或开关管中的电流为零，使其开关损耗为零。
Q1，Q2为超前臂，Q2，Q3为滞后臂。
C1C3为超前臂并联电容，C2,C4为滞后臂并联电容，CX为抑制环流电容（隔直电容），LX1为饱和电感，B为主变压器，E为整流后输入电压，U0为输出电压。
电路中C1＝C3》C2=C4，在主变压器原边回路中增加了抑制环流的隔直电容和饱和电感，用来产生零电流关断和零电流开通的条件。
软开关实现的控制模式：
Q1Q3、Q2Q4互补导通，Q1Q3为PWM控制，Q2Q4不进行PWM调制，Q1Q2Q3Q4驱动波形如下图：
b）输出整流、滤波和电流检测电路
在功率开关轮流开通或截止（关断）工作的同时，主变压器的次级两端感应出交变的准方波，经过主变压器降压和快恢复二极管组成的全波整流变换后，便得到焊接所需的电压和电流。
c）主控制电路
焊机电源输入，冷却风机
电源电路（主要用于产生各控制电路所需的直流电源电压）
保护电路（包括过热保护）
IBGT驱动电路
五、焊机检修与维护
焊机检修前先做以下检查
（1）面板开关及电位器位置是否合适。
（2）三相电源的线电压是否在340V～420V范围内，有无缺相。
（3）电源输入电缆的接线是否正确可靠。
（4）焊接电缆连接是否正确，接触是否良好。
ZX7-S系列常见故障及其原因分析和处理方法
故障现象
故障原因及分析
处理方法
1、开机焊机电源不工作（无空载电压，无输出，无法焊接）
1、电源缺相
2、保险管断
3、控制变压器接线断或虚接
4、主变压器被烧坏
5、快恢复二极管被烧坏
6、控制板上没有±15V等电源电压
7、驱动电路部分故障
1、检查输入电源
2、检查风机，控制板是否完好
3、检查连线
4、检查更换
5、检查更换
6、检查更换
7、检查更换
2、空气开关跳闸
1、IGBT模块坏
2、三相整流桥模块坏
3、快恢复二极管模块坏
4、驱动板坏
5、线间短路
1、检查更换
2、检查更换
3、检查更换
4、检查更换
3、焊接电流不可调，太大或太小
1、焊接电流电位器坏或断线
2、遥控线断
3、主控板坏
4、机内断线、分流器断线
5、IGBT断路
6、驱动板坏
7、前面板开关损坏
8、快恢复二极管模块坏
9、换流电感烧
10、谐振电容失效
检查更换
4、焊接电流
不稳
1、电源缺相
2、输入电源网压不稳
3、焊工操作或规范选用不适当
4、输出极性接反
5、主控板坏
6、地线接触不良
7、前面板上元件坏：
电位器、、开关等
1、检查输入电源
2、检查风机，控制板是否完好
3、检查连线
4、检查更换
5、检查更换
6、检查更换
7、检查更换
5、断弧，起弧困难
1、推力太小
2、起弧电流小
3、焊条粗，焊接电流小
4、电缆太长或太细
5、输入电压太低
6、给定电流太小
7、输入电容20uF失效
调整焊接规范
6、无空载电压
1、快恢二极管坏
2、主控板坏
3、数显表坏
4、电源变压器坏、保险管坏
5、A/V转换开关坏
检查更换
7、显示不正常
1、主控板坏
2、数显表坏
3、A/V转换开关坏
4、电源变压器坏
5、保险管坏
6、缺相
检查更换
8、风机不转
1、堵转
2、缺相
3、风机绕组坏
4、启动电容坏
检查更换
9、保护灯亮
1、机内温度过高
2、温度继电器坏、连线断
3、主控板坏
4、负载持续率过高
检查更换
10、IGBT坏
1、过载输出
2、电流检测板坏或插反
3、吸收板电容坏
4、隔直电容失效
5、饱和电感短路
6、换流电感坏
7、过压损坏，关断时，尖峰电压过高
8、电网电压波动太大
9、过流损坏控制板坏或断线
10、驱动线未插紧
11、散热不良导热硅脂不均匀或螺栓压接不紧
检查更换
六、维修要点
1、焊机电流不稳，焊接时大电流有叫声
a）检查焊机分流器上接线，反馈信号线与分流器没有拧紧，致使故障产生。
b）输出电抗的线圈松动。
c）焊机内部其他部件没有紧固。
2、电流预置不可调，随机显示数值异常
a）电流给定电位器、遥控近控开关是否正常：
[X1-2（11）对X1-8（17）电压，1～9V变化则正常]
b）电流反馈放大器调零：
U12-7＃对X4-1（10）地为0mV。
3、手工焊有火花，不能起弧
a）主控板插座是否正确，主回路器件是否完好，接线是否正确。
b）主控板X7－3和X7-5间电压，空载时为0，焊机输出短路，大于4V，则驱动板有故障；小于1V则主控板有故障。
c）驱动板U1－13＃对插座X1-3的电压应大于5.3V，若小于5V,检查R11（10K），R10（5.1K），R9（750）。
4、无起弧电流或起弧电流小
a）检查起弧电流电位器及其接线。
b）无起弧电流时更换主控板上三极管N2（9012）。
c）起弧电流小可更换主控板上电阻R49300KΩ－>200KΩ。
5、焊把线小于50米，推力电位器调节在1～7，如果调至最大，推力反而出不来。
焊把线50米以上，推力电位器调节在7～10。
二次加长线焊机：
焊把线太长时，因推力出不来，使电弧不稳飘移，断弧，可将拐点提高：
R34两端并联一个30K电阻。
6、焊接电流小于电流给定较多（20A）,电弧不稳；小电流焊接时正常。
a）380VAC供电是否缺相、电压是否正常。
（DC：
大于500V）
b）焊把线、地线是否太长，接触是否良好，其上压降是否太高（15V）
若焊接时焊机输出电压42V上下，则焊机工作正常。
7、空载电压高
a）检查主控板X7插座和插头是否有松动。
b）测量X7-6和X7-7，有AC38V，则更换主控板上电阻R99，30K－>36K；若小于36V，注意输入网压是否低于380V；若没有电压则是电变压器坏，换一个电源变压器。
（空载电压高易于焊接，但收弧的时候要把焊条拉高一点才能断弧）
8、ZX7-S系列焊接的改进
a）输出电抗安装方式
b）增加输入电容和输入电感
七、维修注意事项
1、IGBT维修中应注意
★如焊机IGBT损坏，更换后需先检查驱动板是否有损坏，特别是驱动线附近的12Ω、5.1Ω电阻和SR160。
同时测量检测板，三相整流模块，空气开关等器件是否有问题。
★IGBT对静电敏感，携带过程中GE间应短路。
★更换IGBT模块时，要保持栅极短路小铜环不脱落，直到安装好为止，最后插驱动线。
要求将散热器上原有的硅脂清除干净，重新涂上新的硅脂；安装螺栓一定要均匀紧固好，让器件与散热器有良好的接触。
★驱动板和主控板在更换过程中，要注意各插头原来的位置，一一插回，不要弄错。
★遇到风机不转时，要首先检查三相电中风机接的两相，检查接线是否有问题，检查启动电容，都没有问题后再检查更换风机。
2、缺相的现象和原因
在维修过程中，我们经常会遇到缺相的故障。
主要有以下两种情况：
a）如果电源变压器所接的两相缺相，焊机不工作，无显示，工作指示灯不亮。
这种情况需要检查电网电压、配电柜开关、闸刀、保险丝、焊机空气开关等。
b）如果缺另外一相，焊机显示正常，空载工作正常，但是焊接过程中电流会不稳定、断弧，不能正常焊接（排除主控板、电位器等其他因素）。
对于缺相现象，通常我们检查的是空气开关连接输入电缆处电压是否缺相，这种检查是不完全的。
因为，如果焊机上的空气开关和三相整流模块也有可能造成焊机内部缺相。
正确的方法应该是：
如果经检查，焊机空气开关（或输入接线盒）连接输入电缆处电压不缺相，应该再检查三相整流模块整流输出直流电压在工作时（即带负载）是否是直流500伏左右。
正常输入交流380V的情况下（不缺相），此电压应该为直流510V左右；在输入交流340～420V的情况下，此电压应该为直流460～567V左右（带负载工作、不缺相）。
如果焊机上的空气开关和三相整流模块造成焊机内部缺相，在焊机带负载工作时，三相整流模块整流输出直流电压会低于450V，甚至低于400V。
附图：
主回路原理图
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