Неисправности преобразователей напряжения

03.10.2011

Одной из распространенных причин выхода из строя различного электрооборудования является неисправность преобразователя напряжения. Также проблемы с этим устройством отрицательно сказываются на стабильности и эффективности подключенной к нему аппаратуры. В этой статье мы рассмотрим основные поломки преобразователей напряжения DC/AC (инверторов), возможные причины их возникновения и способы устранения.

Назначение и принцип работы инверторов

Преобразователи напряжения DC/AC предназначены для преобразования постоянного напряжения в переменное — например 12 вольт DC в 220 вольт АС. Они используются в системах бесперебойного питания, на транспорте, в системах кондиционирования воздуха, сварочном оборудовании, АСУ ТП, телекоммуникационных и информационных технологиях.

Инвертор работает по следующему принципу:

  1. Постоянное напряжения от аккумулятора или другого источника подается на вход устройства.
  2. С помощью силовых ключей (транзисторов или тиристоров) производится периодическое подключение источника электропитания к цепи нагрузки. При этом происходит чередование полярности для формирования переменного напряжения.
  3. Управление частотой переключения силовых ключей, а также их синхронизация выполняется контроллером. Регулировка выходного напряжения в зависимости от изменения нагрузки осуществляется с помощью широтно-импульсной модуляции.
  4. Фильтры обеспечивают сглаживание ступенчатой формы выходного сигнала и формирование чистой синусоиды, необходимой для питания чувствительного электрооборудования.

Типовые проблемы с преобразователями напряжения

Основные неисправности преобразователя напряжения:

  • Отсутствие выходного тока при подаче питания на вход. Часто эта проблема связана с нарушением целостности электроцепи или перегоранием предохранителя. Также ее может вызвать неправильная полярность, срабатывание тепловой защиты или перегрузка.
  • Выходные характеристики не отвечают устанавливаемым значениям. Этот признак может быть связан с поломкой силового блока, потерями на контактных зажимах.
  • Частое отключение инвертора в процессе работы. Обычно оно связано с перегревом компонентов или коротким замыканием в цепи, из-за которого система защиты отключает устройство.
  • Нестабильное напряжение, неправильная форма выходного сигнала. Может вызываться загрязнением или запылением преобразователя, неисправностью транзисторов или силового трансформатора.
  • Перегрев. Его причиной также часто становится большое количество пыли, ухудшающей охлаждение компонентов. В ряде случаев он вызывается выходом из строя охлаждающих вентиляторов. Перегрев является распространенной причиной того, почему плохо запускается инвертор при нормальном напряжении.
  • Фон при питании аудиоаппаратуры от инвертора. Он может быть связан с неправильной полярностью (перевернутой вилкой сетевого провода при включении оборудования в розетку преобразователя), близким расположением питающих кабелей и аудиокабелей, плохим заземлением аудиоустройства.
  • Некоторые приборы не работают при подключении к инвертору. Эта проблема может быть вызвана высокими пусковыми токами. Повышенная потребляемая мощность оборудования в момент включения вызывает снижение выходного напряжения преобразователя. Также данная перегрузка может привести к поломке инвертора.

Неисправность преобразователя напряжения часто возникает из-за использования не подходящих проводов (например, алюминиевых вместо медных). Многие модели инверторов чувствительны к питания. Они рассчитаны на работу только от аккумуляторных батарей или стабилизированных источников электропитания. Такие устройства нельзя подключать к солнечным панелям или бензогенераторам. Кроме того, к основным причинам поломки преобразователей относится неправильное подключение, настройка и эксплуатация, несвоевременное обслуживание. Важно помнить, что основная масса инверторов не рассчитана на длительную работу в режиме максимальных нагрузок.

Ремонт преобразователей напряжения

Ремонт преобразователей напряжения в основном предусматривает замену перегоревших или неисправных компонентов. Чаще всего из строя выходят силовые транзисторы, предохранители, диоды, трансформаторы. Многие модели инверторов выполнены из отдельных модулей. В случае поломки таких устройств обычно меняют весь неисправный блок целиком, так как покомпонентный замена бывает нецелесообразной.

При ремонте инверторов нужно учесть следующие моменты:

  • При замене перегоревших деталей очень важно правильно подобрать подходящий элемент. Основная сложность заключается в выборе аналогов транзисторов и трансформаторов при отсутствии оригинальных компонентов. Остальные элементы электросхемы — например, резисторы, конденсаторы или диоды — не имеют конструктивных особенностей, поэтому можно использовать любые доступные детали, подходящие по напряжению, мощности и номиналу.
  • При замене мощных транзисторов необходимо монтировать их на радиаторы с предварительным нанесением термопасты. В противном случае будет происходить перегрев силового ключа и быстрый выход его из строя.
  • Чтобы предотвратить возникновение многих неисправностей преобразователя напряжения, можно использовать дополнительные устройства и схемы защиты. В большинстве современных промышленных инверторов такие системы заложены в конструкцию устройства. Но некоторые производители не используют защитные схемы с целью удешевления аппарата.
  • Эффективность ремонта преобразователей напряжения во многом зависит от правильной диагностики. Желательно протестировать каждый элемент и участок цепи, чтобы точно определить причину поломки и не допустить ее повторение в будущем.

Итоги

Мы рассмотрели основные поломки инверторов и способы их устранения. Важно помнить, что для минимизации риска возникновения неисправности преобразователя напряжения следует соблюдать требования завода-изготовителя по подключению, условиям эксплуатации и обслуживанию устройства.