Reparación de estabilizador de voltaje de bricolaje

El contenido del artículo

• Sobre la estructura interna y los tipos de estabilizadores.
• Fallos típicos de los dispositivos de relé
• Servoestabilizadores rotos
• Problemas comunes de los dispositivos electrónicos
• Recomendaciones generales

Hoy consideraremos una lista de fallas básicas de los estabilizadores de voltaje de varios tipos con una descripción de las causas y los métodos de reparación. Después de todo, no todas las averías de un estabilizador de voltaje requieren reparación, especialmente después de la expiración del período de garantía..

Sobre la estructura interna y los tipos de estabilizadores.

De todas las variedades de estabilizadores de voltaje, hay tres topologías más comunes con principios de conversión bastante específicos. Entre ellos, es imposible seleccionar el más confiable, demasiado depende de la naturaleza de la fuente de alimentación y el tipo de carga, así como del factor de calidad del dispositivo. En nuestra revisión, consideraremos convertidores de servo, relés y semiconductores, características de su funcionamiento y fallas de funcionamiento típicas..

En un estabilizador servoaccionado, el elemento funcional principal es un transformador lineal con muchos terminales de los puntos medios del secundario y, a veces, el devanado primario, de 10 a 40, según la clase de precisión. Los extremos de los cables se ensamblan en un peine colector, a lo largo del cual se mueve el carro colector. Dependiendo de la tensión efectiva en la línea eléctrica, el estabilizador corrige la posición del carro, ajustando así el número de vueltas involucradas y, en consecuencia, la relación de transformación. En la salida del circuito, se puede realizar un ajuste de voltaje más sutil, por ejemplo, utilizando estabilizadores de semiconductores integrados.

Los transformadores de relé están diseñados de manera similar. El número de terminales del transformador es menor; en lugar de una regulación suave, el ajuste fino se logra mediante la recombinación de los devanados incluidos en la operación. Los relés de potencia con una configuración compleja de un grupo de relés son responsables de la conmutación operativa. Como en el caso anterior, se pueden instalar filtros, estabilizadores y dispositivos de protección adicionales en la salida, sin embargo, el trabajo principal lo realiza un conjunto de transformador y relé bajo control analógico..

Los estabilizadores de voltaje electrónicos se pueden basar en dos principios de conversión. El primero es cambiar los devanados del transformador, pero con la ayuda de tiristores simétricos, no relés. El segundo principio es la conversión de corriente en corriente continua, su acumulación en condensadores de búfer (condensadores), y luego la conversión inversa en “alternancia” con una onda sinusoidal pura por medio de un generador incorporado. A primera vista, el circuito parece bastante complicado, pero esto proporciona una alta precisión de estabilización sin precedentes y una protección de línea de alta calidad..

Por supuesto, existen otros esquemas estabilizadores, incluidos los híbridos, pero debido a su uso altamente especializado o naturaleza arcaica, no los consideraremos. Cada una de las tres familias más comunes tiene las llamadas enfermedades infantiles o defectos congénitos en la tecnología. Y por lo tanto, la tarea más importante antes de enviar el dispositivo al centro de servicio es determinar si la avería es la causa del incumplimiento de las normas de mantenimiento o un mal funcionamiento ordinario de este tipo de estabilizador..

Fallos típicos de los dispositivos de relé

Los estabilizadores de relé se caracterizan por una relación óptima de costo y confiabilidad. El grupo de relés está expuesto al desgaste principal, y con un funcionamiento frecuente o constante bajo carga aumentada, también el aislamiento dieléctrico de los devanados del transformador..

Es bastante fácil diagnosticar un relé como la causa de un mal funcionamiento. El primer paso es desmontar los componentes de la placa de circuito impreso, se pueden distinguir por una caja rectangular compacta, a veces de plástico transparente, con al menos seis pines. Para determinar el propósito de los terminales y el esquema de conmutación, puede consultar el diagrama del circuito o la especificación técnica para un tipo específico de relé de acuerdo con la marca en la caja. Puede hacer un interruptor de prueba en el relé, para lo cual la tensión de funcionamiento se aplica a los contactos de la bobina, como regla, se indica en la caja del producto. La ausencia de un clic al conectar es una clara señal de una bobina quemada o contactos atascados. Si se escucha un clic, pero cuando el grupo de contactos principales está sonando, no se observa el circuito de su conmutación, lo más probable es que el problema esté en el mecanismo de rechazo y presión, o en las almohadillas de contacto carbonizadas..

Una parte significativa de los relés electrónicos tiene una carcasa plegable y se puede reparar: restauración del mecanismo, limpieza de las almohadillas de contacto de los depósitos de carbón con un borrador, a veces incluso reemplazando una bobina defectuosa. Sin embargo, la mejor solución sería comprar nuevos relés para reemplazar los que han fallado según el número de artículo o el pinout..

La pérdida de la rigidez dieléctrica del transformador por sobrecalentamiento se acompaña de cortocircuitos entre vueltas y se observa externamente como oscurecimiento o destrucción del aislamiento del devanado. El síntoma principal es una disminución significativa de la resistencia por debajo de los estándares del pasaporte. Dado que la mayoría de los estabilizadores económicos tienen un devanado primario sólido y un secundario de múltiples clavijas, el rebobinado no es particularmente difícil. En cada enlace, el número de vueltas es pequeño, se pueden colocar ordenadamente incluso sin un eje u otros dispositivos de bobinado. Lo más importante es observar con precisión el número de vueltas y la dirección de colocación, así como determinar correctamente la resistividad inicial de los conductores, y no solo comprar un cable de bobinado por diámetro..

Otro tipo de mal funcionamiento del transformador es el funcionamiento de un fusible térmico semiconductor, que suele estar incluido en la rotura de uno de los devanados. Para reemplazar un elemento semiconductor, basta con aclarar su serie o parámetros básicos para seleccionar un análogo. Por lo general, el fusible térmico se conecta en serie con el primer eslabón del devanado secundario, por lo que será necesario retirar todas las espiras exteriores para acceder a él. El problema se diagnostica de forma sencilla: entre el inicio del devanado y la primera toma, el circuito no suena, pero todas las demás vueltas están en perfecto orden.

Servoestabilizadores rotos

La razón principal del fallo de los servoaccionamientos es obvia: el desgaste del conjunto del colector. Es esta deficiencia la que se incluye en la categoría de enfermedades infantiles que no pueden eliminarse en la mayoría de los modelos de tecnología presupuestaria..

Hay dos tipos de mecanismos de deslizamiento. Con cargas bajas, los cepillos convencionales con resorte hacen un excelente trabajo al cambiar los devanados. El dispositivo repite completamente el principio de funcionamiento de los motores del colector de la herramienta eléctrica, excepto que el colector en sí se despliega desde una posición cilíndrica a un plano. El segundo tipo de colectores de corriente tiene un conjunto de escobillas en forma de rodillo, por lo que se reduce la fricción durante el movimiento, lo que significa que no hay un desgaste intenso de las laminillas. Al mismo tiempo, la tasa de desgaste de los cepillos de placa y rodillo es aproximadamente comparable.

La desventaja de un anillo deslizante se debe a su geometría. El punto de contacto es muy pequeño, solo la línea de contacto del rodillo cilíndrico con el plano. Es cierto que en los modelos más avanzados técnicamente, las láminas tienen ranuras radiales, aunque esta solución no está del todo justificada: a medida que se desgasta el rodillo de grafito, el área de contacto disminuye inevitablemente. Dependiendo de la intensidad de uso, se requiere el reemplazo de los cepillos a intervalos de 3 a 7 años. La situación puede agravarse en presencia de una gran cantidad de polvo y depósitos de carbón, hasta el cortocircuito de varios devanados o una pérdida completa de contacto..

Aunque los servo reguladores también son susceptibles a la operación de sobrecarga, su transformador se desgastará menos. A diferencia de los dispositivos de relé, en los que las sobrecargas de tensión y corriente ocurren regularmente durante la conmutación, la unidad colectora se ajusta más suavemente, por lo que el efecto mecánico de la corriente es mínimo. El aislamiento de barniz de los devanados aún se seca y se vuelve quebradizo, pero no se desmorona..

Básicamente, el principio de funcionamiento del servoestabilizador es extremadamente transparente. Si, cuando se enciende, hay una indicación del voltaje de entrada, pero el dispositivo no responde, la falla se encuentra en el variador mismo o en el circuito de control y medición. En el último caso, un elemento de circuito defectuoso puede detectarse fácilmente de forma puramente visual o marcando. Si no hay voltaje en la salida, el transformador está defectuoso, si no se garantiza la precisión de estabilización adecuada, es evidente la presencia de un cortocircuito entre vueltas en el devanado secundario, contaminación del colector, desgaste de las escobillas del colector de corriente o de las propias láminas..

Problemas comunes de los dispositivos electrónicos

Los estabilizadores de inversor se consideran los menos mantenibles en casa. Hay varias razones para esto, pero la principal es la necesidad de conocimientos especiales en circuitos y, en particular, los principios de funcionamiento de las fuentes de alimentación conmutadas. No será posible prescindir de una base de material adecuada: equipos de soldadura con control de temperatura, así como instrumentos de medición. El conjunto de herramientas de diagnóstico va mucho más allá de los límites de un multímetro convencional, necesitará un dispositivo con un conjunto extendido de funciones para medir capacitancia, frecuencia e inductancia, y también es deseable tener un osciloscopio simple a su disposición..

La causa más común de mal funcionamiento en los estabilizadores del inversor es un mal funcionamiento del generador de reloj. Es necesario, en función de la potencia nominal del dispositivo y los parámetros del transformador, determinar la frecuencia de funcionamiento óptima del convertidor de impulsos y luego compararla con los parámetros reales. La falla de frecuencia generalmente es causada por un mal funcionamiento en el circuito oscilante de referencia conectado a los pines correspondientes del IC del reloj..

La falla total del dispositivo es posible por varias razones. Si no hay un sistema de diagnóstico incorporado o es imposible determinar la falla por sus indicaciones, lo más probable es que la causa del mal funcionamiento haya sido la falla del campo o las teclas IGBT, lo cual es bastante simple de determinar por la apariencia del caso. Otra causa característica de mal funcionamiento es la ruptura de la fuente de alimentación incorporada de los circuitos de control; esta parte del circuito es más vulnerable a las fluctuaciones de voltaje, especialmente los impulsos..

No será superfluo hacer una continuidad de todos los circuitos, su conductividad debe corresponder al circuito y esquemas eléctricos del dispositivo. Los elementos más vulnerables incluyen rectificadores de entrada y salida, circuitos amortiguadores de transformadores (para suprimir sobretensiones), así como un corrector del factor de potencia, si lo hubiera..

Recomendaciones generales

Los componentes electrónicos se encuentran no solo en los estabilizadores de inversores, sino que también se pueden utilizar en circuitos de control y medición o dispositivos de indicación y autodiagnóstico. Se trata principalmente de elementos pasivos y microcircuitos con un bajo grado de integración: amplificadores operacionales, elementos lógicos, transistores combinados, estabilizadores de corriente y voltaje. La falla de estos elementos a menudo se puede determinar puramente por signos externos: los transistores y diodos quemados tienen una carcasa agrietada, resistencias: rastros de barniz quemado, los condensadores simplemente se inflan. Por lo tanto, un examen externo minucioso de la placa de circuito impreso es la primera etapa para determinar el mal funcionamiento..

Si no es posible determinar visualmente la causa de la avería, se debe realizar una secuencia de medidas de control. Primero, la conductividad y la calidad del aislamiento dieléctrico del circuito se verifican en el estado apagado. Después de eso, cuando se aplica energía, los voltajes se miden en puntos clave: en los terminales de conexión, después del fusible, en filtros y estabilizadores, devanados del transformador y los nodos principales del circuito de control. Si los métodos de diagnóstico descritos no dan un resultado, es mejor ponerse en contacto con el centro de servicio, porque incluso un simple desglose puede ser muy específico, a pesar de que el conocimiento de aficionados en ingeniería eléctrica y condiciones del hogar no es suficiente para eliminarlo..