ESAB Tig 4300i AC/DC ユーザーマニュアル

Origo™

维修手册

0740 800 178 CN 20190814

Valid for: serial no. 710-xxx-xxxx to 950-xxx-xxxx

Tig 4300i AC/DC

0740 800 178 © ESAB AB 2019

1

请先阅读 .................................................................................................... 5

2

简介 ........................................................................................................... 6

3

技术数据 .................................................................................................... 7

4

布线图........................................................................................................ 9

4.1 部件说明 ................................................................................................... 9

4.2 Tig 4300i AC/DC，直流电源块 ................................................................ 12

4.3 Tig 4300i AC/DC，交流电源块 ................................................................ 14

5

操作说明 .................................................................................................... 15

5.1 AP2 干扰抑制器板 .................................................................................... 15

5.2 1 控制面板 ................................................................................................ 15

5.3 2AP1 干扰抑制器板（EMC 板） .............................................................. 16

5.4 5 冷却装置 ................................................................................................ 16

5.5 15 电源模块 (Power module) .................................................................. 17

5.6 15AP1 电源板 (Power board).................................................................. 18

5.6.1 15AP1:1 电源整流桥和充电电路........................................................... 18

5.6.2 15AP1:2 开关电路 ................................................................................ 19

5.6.3 15AP1:3 过压和欠压保护...................................................................... 19

5.6.4 15AP1 部件位置 ................................................................................... 20

5.7 15AP2 栅极驱动板.................................................................................... 20

5.7.1 15AP2:1 栅极驱动级............................................................................. 21

5.7.2 15AP2:2 过压和欠压保护...................................................................... 21

5.7.3 15AP2 部件位置 ................................................................................... 22

5.8 18AP1 交流控制板 (Control board) ........................................................ 23

5.8.1 18AP1:1 电源........................................................................................ 24

5.8.2 18AP1:2 CAN 总线............................................................................... 24

5.8.3 18AP1:3 温度监测 ................................................................................ 25

5.8.4 18AP1:4 电弧电压监测 ......................................................................... 25

5.8.5 18AP1:5 风扇控制 ................................................................................ 26

5.8.6 18AP1:6 开关驱动器............................................................................. 27

5.8.7 18AP1 部件位置 ................................................................................... 29

5.9 18AP2 交流电源板 (Power board)........................................................... 30

5.9.1 18AP2:1 开关电路 ................................................................................ 30

5.9.2 18AP2:2 温度监测 ................................................................................ 30

5.9.3 18AP2 部件位置 ................................................................................... 32

5.10 18AP3 连接板........................................................................................... 33

5.10.1 18AP3 部件位置 ................................................................................... 34

5.11 20AP1 控制板 (Control board)................................................................ 35

5.11.1 20AP1:1 电源........................................................................................ 36

5.11.2 20AP1:2 风扇控制 ................................................................................ 36

5.11.3 20AP1:3 CAN 总线............................................................................... 36

0740 800 178 © ESAB AB 2019

5.11.3.

1

启动顺序 ............................................................................................ 37

5.11.3.

2

通讯中断 ............................................................................................ 38

5.11.3.

3

终端电阻器......................................................................................... 38

5.11.4 20AP1:4 温度监测 ................................................................................ 39

5.11.5 20AP1:5 过压和欠压保护...................................................................... 39

5.11.6 20AP1:6 与继电器板 20AP2 通讯......................................................... 39

5.11.7 20AP1:7 栅极脉冲 ................................................................................ 39

5.11.8 20AP1:8 电流传感器............................................................................. 39

5.11.9 20AP1:9 电弧电压反馈 ......................................................................... 40

5.11.9.

1

开路电压控制..................................................................................... 40

5.11.1

0

20AP1 电路板版本................................................................................ 41

5.11.1

1

20AP1 部件位置，第 1 版..................................................................... 43

5.11.1

2

20AP1 部件位置，第 2 版..................................................................... 44

5.12 20AP2 继电器板 ....................................................................................... 45

5.12.1 20AP2:1 电源........................................................................................ 45

5.12.2 20AP2:2 外部关闭 ................................................................................ 45

5.12.3 20AP2:3 启动顺序 ................................................................................ 45

5.12.4 20AP2:4 冷却装置的电源...................................................................... 46

5.12.5 20AP2:5 冷却水监测............................................................................. 46

5.12.6 20AP2:6 气阀........................................................................................ 47

5.12.7 20AP2:7 高频启动装置 ......................................................................... 48

5.12.8 20AP2:8 TIG 启动................................................................................. 48

5.12.9 20AP2:9 气流监测 ................................................................................ 48

5.12.1

0

20AP2 部件位置 ................................................................................... 49

5.12.1

1

20AP2 电路图....................................................................................... 50

6

远程控制装置............................................................................................. 51

7

故障代码 .................................................................................................... 52

7.1 故障日志 ................................................................................................... 52

7.2 故障代码 ................................................................................................... 52

7.3 故障代码描述 ............................................................................................ 52

7.3.1 电源 ...................................................................................................... 52

7.3.2 AC 装置 ................................................................................................ 54

8

维修说明 .................................................................................................... 56

8.1 什么是 ESD？........................................................................................... 56

8.2 维修援助 ................................................................................................... 56

8.3 拆卸 .......................................................................................................... 57

0740 800 178 © ESAB AB 2019

8.4 服务陷阱 ................................................................................................... 57

8.5 检查 IGBT 晶体管..................................................................................... 58

8.6 在散热片上安装部件 ................................................................................. 59

8.7 检查交流控制板 (Control board) 18AP1 的栅极信号 .............................. 60

8.8 检查交流电源板 (Power board) 18AP2 的 IGBT 模块 ............................. 61

8.9 软启动....................................................................................................... 64

8.9.1 检查电路板 20AP1 的栅极脉冲............................................................. 64

8.9.2 检查电路板 15AP2 的栅极脉冲............................................................. 66

8.9.3 测量 ...................................................................................................... 67

8.10 检查过压和欠压阈值 ................................................................................. 68

8.11 校准电流传感器信号 ................................................................................. 69

8.12 电弧电压显示校准..................................................................................... 70

8.13 2TC2，带有 10 A MCB 的辅助变压器...................................................... 71

9

备件 ........................................................................................................... 73

保留变更技术规范的权利，恕不另行通知。

1 请先阅读

0740 800 178

- 5 -

1 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“备件和附件”章节。

本手册包含了 2010 年 6 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 710-xxx-xxxx 和 950-xxx-xxxx 的 Tig 4300i AC/DC。

根据国际和欧洲标准 IEC/EN 60974 对 Tig 4300i AC/DC 进行设计和测试。维修完成后，执

行维修工作的维修机构必须确保设备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。

2 简介

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- 6 -

2 简介

电源由晶体管控制，依赖于逆变器原理工作。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内部件名称/标识的第一部分。

电源示意图

模块具有以下主要功能：

1 MMC 模块 (MMC module)

控制面板和焊接参数装置，控制电源功能。

2 主电源模块 (Mains module)

主电源干扰抑制器、主电源电感器、主电源开关、控制电源变压器和接触器。

15 电源模块 (Power module)

该模块是正激变换器，依赖于 27 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内，以确保适用于严苛焊接环境的可靠设计。

18 交流模块 (AC module)

交流模块 (AC module) 控制和处理交流切换 IGBT。

20 处理器板模块 (Processor board module)（控制器模块）

这是控制板 (Control board) 20AP1，带一个微处理器，负责监测和控制电压及电流。该板还

包括焊接参数装置中焊接参数的存储。处理发送至/来自该控制板 (Control board) 的输入和输

出信号的继电器板 20AP2 为控制板 (Control board) 供电。

可在部件和功能描述中找到有关模块的更多信息。

3 技术数据

0740 800 178

- 7 -

3 技术数据

Tig 4300iw AC/DC

Mains voltage 400V ±10%, 3~ 50Hz

Mains supply

S

sc min

2.6MVA

Z

max

0.24Ohm

Primary current

I

max

TIG

25A

I

max

MMA

32A

No-load power in energy-saving mode 6.5 min.

after welding

75W

Voltage/current range

TIG AC*/DC 4–430A

MMA 16–430A

Permissible load at TIG

30% duty cycle 430A / 27.2V

60% duty cycle 350A / 24.0V

100% duty cycle 315A / 22.6V

Permissible load at MMA

30% duty cycle 430A / 37.2V

60% duty cycle 330A / 33.2V

100% duty cycle 300A / 32.0V

Power factor at maximum current

TIG 0.89

MMA 0.89

Efficiency at maximum current

TIG 76%

MMA 80%

Open-circuit voltage U

0

max

without VRD function

1)

83V

U

0L

"Live TIG" , VRD function deactivated

2)

60V

MMA, VRD function deactivated

2)

60V

VRD function activated

2)

<35V

Operating temperature range -10 to +40°C (+14 to +104°F)

Transportation temperature -20 to +55°C (-4 to +131°F)

Dimensions l × w × h 625×394×776mm

(24.6×15.5×30.5in.)

Continual sound pressure at no-load <70db(A)

Weight 95kg (209.4lb)

Insulation class H

3 技术数据

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- 8 -

Tig 4300iw AC/DC

Enclosure class IP23

Application class

*) The minimum current during AC welding depends on the alloy used for the aluminium

plates and their surface cleanliness.

1)

Valid for power sources without VRD specification on the rating plate.

2)

Valid for power sources with VRD specification on the rating plate. The VRD function is

explained in the instruction manual for the control panel if the panel has that function.

Cooling unit

Cooling power 2.0kW at 40°C (104°F) temperature

difference and flow 1.0l/min (0.26gpm)

Coolant ESAB ready mixed coolant

Liquid quantity 5.5l (1.45gal)

Maximum water flow 2.0l/min (0.53gpm)

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/104°F 或以下的温度。

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。

主电源，S

sc 最小

网络上的最小短路功率符合 IEC 61000-3-12。

主电源，Z

最大

最大允许的网络线阻抗符合 IEC 61000-3-11 标准。

4 布线图

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- 9 -

4 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。

模块内的导线/电缆标记为 100 - 6999。

模块之间的导线/电缆标记为 7000 - 7999。

模块外部的部件 -例如，电容器命名为 C1 - C99、连接器 XS1 - XS99（S = 插座）、XP1 -

XP99（P = 插头）、XT1 - XT99（T = 端子）。

每个模块内的电路板均具有名称，如 20AP1 - 20AP99。

20 = 模块关联，1-69

AP = 电路板

1 = 个人识别号，0-99

特定模块内的晶体管均具有识别号，如 15Q1 - 15Q99。

15 = 模块关联，1-69

Q = 晶体管

1 = 个人识别号，0-99

小心！

静电可能损坏电路板和电子元件。

· 遵守处理静电敏感器件的预防措施。

· 使用适当的防静电袋和防静电箱。

4.1 部件说明

部件描述

AP2 干扰抑制器板。请参阅本章节中的“Tig 4300i AC/DC，直流电源

块”示意图。

D1 LED，橙色，过热指示。

D2 指示 LED，白色。指示电源打开。

XP.. 插头连接器。

XS.. 插座连接器。

XT.. 端子板。

1 带控制面板的 MMC 模块 (MMC module)。导线编号 100-199。

将在不同的手册中介绍控制面板。

2 主电源模块 (Mains module)。导线编号 200-299。

2AP1 EMC 抑制板。

2FU1 保险丝，4 A，缓熔（防浪涌）。

2FU2 保险丝，6.3 A，缓熔（防浪涌）。

4 布线图

0740 800 178

- 10 -

2FU3 保险丝，3.15 A，缓熔（防浪涌）。

2FU4 保险丝，8 A 玻璃管保险丝，缓熔（防浪涌）。

从序列号 710-903-5789 开始，8 A 玻璃管保险丝被替换为 10 A

微断路器，安装在电源的后面板上，请参阅“维修说明”章节中

的“2TC2，辅助变压器”部分。

2FU5 保险丝，2 A，缓熔（防浪涌）。

2FU6 保险丝，0.1 A，缓熔（防浪涌）。

2KM1 主接触器。请参阅“操作说明”章节中的“20AP2:3 启动顺序”部

分。

2QF1 主开关。请参阅“操作说明”章节中的“20AP2:3 启动顺序”部分。

2TC1 辅助变压器。

2TC2 辅助变压器。

有两个版本的变压器，请参阅“维修说明”章节中的“2TC2，辅助

变压器”部分。

3 初级电感模块。导线编号 300-399。

3L1 初级电感。

5 水冷却模块。导线编号 500-599

冷却模块的布线图显示在本章节的“5 冷却装置”部分中。电源向

冷却水泵供电，且电源软件控制风扇。请参阅“操作说明”章节

中“20AP2:4”和“20AP2:5”部分中的说明。

10 TIG 模块。导线编号 1000-1199

10AP1 高频启动设备。请参阅“操作说明”章节中“20AP2:7 高频启动装

置”部分中的说明。

10C1 干扰抑制电容器，47 nF 250 V。

10TV1 高频变压器。

10YV1 气阀。请参阅“操作说明”章节中“20AP2:7 高频启动装置”部分中

的说明。

15 电源模块 (Power module)。导线编号 1500-1699。请参阅“操作

说明”章节中“15 电源模块 (Power module)”部分中的示意图。

15AP1 电源板 (Power board)。

15AP2 栅极驱动板。

15AP3 电流传感器。请参阅“操作说明”章节中“20AP1:8 电流传感器”部

分中的说明。

15BR1 整流桥。请参阅“操作说明”章节中“15AP1:1 电源整流器”部分以

及“维修说明”章节中“安装说明”部分中的组装说明。

15D1，15D2 整流器和续流二极管模块。每个模块由两个二极管构成。

15D1 整流焊接电流。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 15D2 保持来自电感器 15L3 的焊接电

流。

有关二极管模块的组装说明，请参阅“维修说明”章节中的“安装说

明”部分。

4 布线图

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- 11 -

15EV1，15EV2 风扇，24 V 直流。请参阅“操作说明”章节中“20AP1:4 电源”部分

中的说明。

15L1，15L2 2 + 2 铁氧体环。降低二极管模块 15D1 和 15D2 关闭时所产生

的瞬态电压。

15L3 电感器

15Q1，15Q2 IGBT 晶体管。请参阅“操作说明”章节中的“15AP1:2 开关电路”部

分以及“维修说明”章节中的“安装说明”部分。

15ST1 热过载断流器，位于主变压器 TM1 的绕组中。请参阅“操作说明”

章节中的“20AP1:4 温度监测”部分。

15ST2 热过载断流器，安装在 IGBT 模块的散热片上。请参阅“操作说

明”章节中的“20AP1:4 温度监测”部分以及“维修说明”章节中的“安

装说明”部分。

15TM1 主变压器。

18 交流模块 (AC module)。导线编号 1800-1999。

18AP1 交流控制板 (Control board)。请参阅“操作说明”章节中“18AP1 交

流控制板 (Control board)”部分中的说明。

18AP2 交流电源板 (Power board)。请参阅“操作说明”章节中“18AP2 交

流电源板 (Power board)”部分中的说明。

18EV1、18EV2 风扇，24 V 直流。请参阅“操作说明”章节中“18AP1:5 风扇控制”

部分中的说明。

20AP1 控制板 (Control board)。

20AP2 继电器板。

4 布线图

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- 12 -

4.2 Tig 4300i AC/DC，直流电源块

4 布线图

0740 800 178

- 13 -

4 布线图

0740 800 178

- 14 -

4.3 Tig 4300i AC/DC，交流电源块

5 操作说明

0740 800 178

- 15 -

5 操作说明

此操作说明部分介绍电源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。

5.1 AP2 干扰抑制器板

电路板 AP2 的部件位置和电路图

电路板减少来自 TIG 喷灯的干扰信号。

R1 和 C1-C3 未用于此应用。

5.2 1 控制面板

控制面板 TA24 AC/DC 用于 Tig 4300i AC/DC

控制面板包括操作员控制面板和显示板。

控制面板通过电缆连接至电源的控制板 (Control board)。

有关控制面板的描述，请参阅单独的说明和维修手册。

5 操作说明

0740 800 178

- 16 -

5.3 2AP1 干扰抑制器板（EMC 板）

电路图和部件位置，2AP1

5.4 5 冷却装置

部件说明、水冷却装置

5C1 启动和运行风扇马达的电容器，5 µF 450 V AC。

5C2 启动和运行泵马达的电容器，3 µF 400V。

5EV1 风扇电机，230 V AC。

5M1 水泵马达，230 V AC。

5S1 水锁连接的微动开关。

5SL1 水流保护装置。流速在 0.7 l/min 及以上时，接触闭合。

注意！

这是一个附件。

5ST1 温度传感器开关。在 45°C 时关闭，在 35°C 时打开。

5 操作说明

0740 800 178

- 17 -

冷却装置的布线图

冷却水泵 5M1 和风扇 5EV1 的电源由焊接参数装置中的电源软件控制。请参阅本章节中

的“20AP2:5 冷却水监测”部分。风扇与水泵并联，并由温度传感器开关 5ST1 控制。

5.5 15 电源模块 (Power module)

电源模块 (power module) 将 3 相 400 V 电压转换为焊接电压。它由单端正激变换器构成，依

赖于 27 kHz 的开关频率工作。

电源整流桥 15BR1、IGBT 晶体管 15Q1 和 15Q2 以及二极管模块 15D1 和 15D2 均安装在散

热片上。电路板 15AP1 将它们连接在一起。它还采用了更小的电路板 15AP2，提供栅极驱动

和过压及欠压保护所需的功能。

电源模块 (Power module) 电路框图

如果更换 IGBT 晶体管 15Q1 和 15Q2 或电路板 15AP1、15AP2 或 20AP1，则稍后必须检查

栅极脉冲波形且必须软启动电源。请参阅“维修说明”章节中的“软启动”部分。

有关在散热片上安装部件（15Q1、15Q2、15BR1、15D1 和 15D2）的说明，请参阅“维修说

明”章节中的“安装说明”部分。

5 操作说明

0740 800 178

- 18 -

警告！

电源模块 (Power module) 在电源电压下带电。将电源模块 (Power module) 中的 0 V

连接到电源电压。

5.6 15AP1 电源板 (Power board)

电源板 (Power board) 上搭载了电源整流器、平流电容器、充电电路和开关电路。

不连接标记为 NC 的电路板连接器。

5.6.1 15AP1:1 电源整流桥和充电电路

打开主电源后，平流电容器 C13-C16 通过整流桥 BR2 进行充电。大约 12 秒后，接触器

2KM1 关闭，并将电源连接到整流桥 15BR1。有关启动顺序的更详细说明，请参阅本章节中

的“20AP2:3 启动顺序”部分。

部件说明：

BR2 充电电流的整流器。

C1、C2 限制整流桥 BR2 的侵入充电电流的电容器。电容器 C13 - C16 充电时的电流约为

0.7 A。

C13 - C16 总电容为 1000 µF 的平流电容器。

R5、R10 C1 和 C2 的放电电阻器。

R1 C13 - C16 充电电流的负载限制电阻器 (10 Ω)。

R8、R9 C13 - C16 的分压器和放电电阻器。

R11 - R13 变阻器。限制超过约 1000 V 的电压峰值。

电压低于 480 V AC RMS（对应电压峰值为 680 V）时，变阻器不导电。

R14 变阻器。

15BR1 电源电压的主整流器。

5 操作说明

0740 800 178

- 19 -

5.6.2 15AP1:2 开关电路

电源模块 (Power module) 开关部件包含 IGBT 晶体管 15Q1 和 15Q2，其依赖于 27 kHz 的开

关频率工作。移除栅极连接时，请勿使晶体管通电。

栅极脉冲波形和持续时间对于正确操作至关重要。另请参阅本章节中的“15AP2 栅极驱动板”部

分。

如果一个 IGBT 晶体管（15Q1、15Q2）出现故障，则必须更换两个晶体管。任何一个晶体管

出现故障都会导致整流桥 15BR1 电流浪涌过高，这将从根本上缩短其使用寿命。因此我们建

议在晶体管出现故障时应更换整流桥。有关检查 IGBT 晶体管的说明，请参阅“维修说明”章

节。

二极管模块 15D1 和 15D2 分别包含两个二极管。必须按照“维修说明”章节中“在散热片上安装

部件”部分的说明安装二极管和 IGBT 晶体管。

5.6.3 15AP1:3 过压和欠压保护

电压保护功能监测通过平流电容器 C13-C16 的电压。请参阅第 21 页的“操作说明”。

小心！

请勿混淆电路板 15AP2 上的触点 B 和 D。

5 操作说明

0740 800 178

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5.6.4 15AP1 部件位置

5.7 15AP2 栅极驱动板

栅极驱动板上带有栅极驱动电路以及过压和欠压保护装置。

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ESAB Tig 4300i AC/DC ユーザーマニュアル

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