ESAB Caddy Arc 251i ユーザーマニュアル

Caddy®

服务手册

0740 800 188 CN 20120302 Valid for: serial no. 810-xxx-xxxx

Arc 251i

0740 800 188 © ESAB AB 2012

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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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。

请先阅读

0740 800 188

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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。

引言

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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。

技术参数

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技术参数

Arc 251i

主电源电压 400 V ± 15 %, 3 ~ 50/60 Hz

主电源 S

sc min

3.3 MVA

初始电流

I

max

MMA 14 A

I

max

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。

技术参数

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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。

布线图

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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。

布线图

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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。

布线图

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Arc 251i

布线图

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操作说明

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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。

操作说明

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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。

操作说明

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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。

操作说明

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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。

操作说明

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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。

操作说明

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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。

操作说明

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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。

操作说明

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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。

操作说明

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15AP1 部件位置

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