Schemat spawarki inwertorowej Heidmann H00700, IGBT-250, IGBT-300 – architektura, typowe usterki

Pytanie

schemat spawarki inwertorowej heidmann

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Producent Heidmann nie publikuje pełnych schematów ideowych swoich spawarek; są one przekazywane wyłącznie autoryzowanym serwisom.
• Najskuteczniejsze sposoby zdobycia dokumentacji to: oficjalny serwis, bezpośredni kontakt z dystrybutorem lub fora specjalistyczne (np. elektroda.pl – wątek dot. Heidmann H00700).
• Jeżeli schematu konkretnego modelu nie uda się pozyskać, można posłużyć się ogólnym schematem typowej spawarki inwertorowej klasy MMA/IGBT, gdyż urządzenia Heidmann z tej grupy mają klasyczną, 4-blokową architekturę (prostownik → falownik → transformator HF → prostownik wtórny + filtr).

Szczegółowa analiza problemu

1. Identyfikacja urządzenia

1.1. Na tabliczce znamionowej odczytaj model (np. IGBT-250, IGBT-300, H00700).
1.2. Zweryfikuj wersję PCB – w obrębie jednego modelu występują rewizje różniące się układami sterującymi (SG3525, TL494, czasem mikrokontroler).

2. Typowa architektura spawarki inwertorowej Heidmann

1. Blok wejściowy AC → DC
   • Mostek Graetza 600 – 800 V/35-50 A
   • NTC/rezystor soft-start + przekaźnik BY-PASS
   • LC-EMI 2-stage, pojemności X/Y
   • Kondensatory elektrolityczne 400 V – suma 470 – 940 µF
   \[V{DC} \approx \sqrt{2}\,V{AC} - 2V_{D} \approx 325\,\text{V DC (230 V AC)}\]

2. Falownik (przetwornica HF)
   • Topologia: najczęściej półmostek IGBT 40 – 60 kHz; rzadziej pełny mostek ≥ 100 kHz.
   • Typowe tranzystory: IGBT 40N60 / 60N60 lub MOSFET 23 ÷ 35 A@600 V.
   • Sterowanie PWM: SG3525A / TL494 / UC3845 + drive gate (np. IR2110, TLP250).
   • Dead-time 1,5 – 2,5 µs; duty ≈ 0–45 % (regulacja prądu spawania).

3. Transformator ferrytowy
   • Rdzeń ETD49 lub EE55; przekładnia 14:1 – 22:1.
   • Dodatkowa „snubber winding” do obniżania dv/dt.

4. Prostownik wtórny i filtr
   • Diody Schottky lub FRED 150 V / 2× 60 A w układzie pełnego mostka.
   • Dławik filtrujący 20 – 35 µH, kondensator 470 µF/100 V.

5. Układ sterowania i zabezpieczeń
   • Czujnik prądu: bocznik 0,5 mΩ lub przekładnik prądowy 1:100.
   • Czujnik temperatury: NTC 10 kΩ w radiatorze IGBT.
   • Funkcje: Hot-Start (+20 % I, 0,5 s), Arc-Force (pętla otwarta dla U<18 V), Anti-Stick (odcięcie I przy R < 0,1 Ω, 50 ms).

3. Typowe usterki bez schematu

• Zwarcie IGBT ⇒ przepalony bezpiecznik sieciowy, wybity prostownik; rezystancja bramka-kolektor ≈ 0 Ω.
• Utrata ESR kondensatorów 400 V ⇒ nadmierny ripple, świst transformatora.
• Uszkodzenie drivera IR/TLP ⇒ IGBT stale otwarty (V_ge ≈ 15 V).
• Zanik zasilania pomocniczego +15 V / +5 V ⇒ martwy wentylator, brak PWM.

Aktualne informacje i trendy

• Coraz częściej stosuje się sterowniki cyfrowe na MCU (ARM Cortex-M0/M3) z modulacją PDM i pomiarem prądu w pętli 50 kHz – w nowych Heidmannach (2023 seria „PRO-MMA”).
• Przejście z IGBT na MOSFET SiC 650 V/45 mΩ pozwala podnieść f SW do 150 kHz i zmniejszyć trafo.
• Na forach (elektroda.pl – wątek 3771970, 2024-03) użytkownicy publikują zdjęcia PCB Heidmann H00700, co umożliwia samodzielne odtworzenie fragmentów schematu.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Driver IR2110 wymaga zasilania bramki 12 – 20 V; przy spadku poniżej 9 V włącza się UVLO, co objawia się losowym restartem łuku.
• Snubber RCD (120 Ω/2 W + 1 nF/1 kV) na kolektorze IGBT redukuje \(dv/dt\) do < 4 kV/µs.
• Ferrite beads na przewodach wtórnych (≈ 100 Ω@100 MHz) obniżają emisję EMI zgodnie z EN 60974-10.

Aspekty etyczne i prawne

• Schemat jest chroniony prawem autorskim; publiczne udostępnianie bez zgody narusza IP Directive 2001/29/EC.
• Samodzielne naprawy w okresie gwarancyjnym unieważniają rękojmię; wymóg CE powoduje, że serwis po naprawie musi ponownie wykonać testy szczątkowe HV.
• Bezpieczna praca: kondensatory DC-link mogą utrzymywać > 300 V nawet 5 min po odłączeniu zasilania.

Praktyczne wskazówki

1. Diagnostyka zasilacza pomocniczego: sprawdź DC 15 V – zasilacz flyback oparty na VIPer 22 / TNY276.
2. Pomiary IGBT wykonuj w układzie „diode test” multimetru, dren-źródło dwukierunkowo, bramka odizolowana.
3. Przy braku schematu sporządź własny „reverse-schematic” sekcji mocy – wystarczy kontynuacyjnie odtworzyć ścieżki od IGBT do transformatora i drivera.
4. Po wymianie tranzystorów zawsze:
   • wymień kondensatory 400 V (≥105 °C, ESR < 40 mΩ),
   • podnieś prąd soft-startu (NTC 5 Ω → 3 Ω) by ograniczyć udar.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Modele IGBT-300 sprzed 2019 r. mają błędnie dobrany rezystor bootstrap (220 Ω) – powoduje przegrzewanie diody UF4007; zalecana zmiana na 47 Ω / 1 W.
• Bez oscyloskopu > 100 MHz trudno ocenić ringing na kolektorze; pomiary tylko sondą HV ×100 z izolacją > 1 kV.

Sugestie dalszych badań

• Analiza porównawcza topologii half-bridge vs. full-bridge w spawarkach 200-300 A.
• Zastosowanie SiC-FET 650 V w miejsce IGBT – pomiar sprawności i redukcji masy transformatora.
• Implementacja adaptacyjnego soft-switchingu (ZVS/ZCS) w amatorskiej spawarce ≥ 160 A.

Krótkie podsumowanie

Brak publicznego, oficjalnego schematu spawarki inwertorowej Heidmann wymusza korzystanie z alternatywnych źródeł – przede wszystkim for internetowych i bezpośredniego kontaktu z serwisem. Znajomość uniwersalnej, czteroblokowej architektury inwertora MMA z tranzystorami IGBT pozwala jednak skutecznie diagnozować typowe usterki. Zachowanie norm bezpieczeństwa (wysokie napięcia, EMC) oraz świadomość konsekwencji prawnych jest kluczowe przy każdej ingerencji w urządzenie.