Неисправности релейных стабилизаторов напряжения

Во многих квартирах особенно сельской местности в доме обязательно стоит стабилизатор.
Некоторые хозяева используют его для работы особо «чувствительной» техники, газовых котлов, холодильников и другой подобной бытовой техники.

Некоторые более заботливые владельцы, устанавливают стабилизатор «на весь дом», такие стабилизаторы, как правило, обладают не малыми габаритами и весом и мощность их начинается от 7 — 10 кВт и больше.

Именно о таких стабилизаторах мы и поговорим в этой статье, а собственно о их ремонте и поиске неисправности, так как и каждая техника они выходят из строя.
В этой статье мы рассмотрим ремонт релейного стабилизатора известной китайской фирмы «Forte — ACDR — 10000» на 10кВт.

Но прежде чем приступить к ремонту, давайте разберемся в природе его устройства.
Релейный стабилизатор состоит из нескольких частей, собранных в единую систему:

Автоматический трансформатор — самая тяжелая его часть, это большой железный сердечник с несколькими обмотками соединенными по принципу автотрансформатора. Несколько концов толстого медного провода выходящих с трансформатора, коммутируются с помощью реле, количество которых зависит от обмоток и ступеней переключения.

Элементы управления — силовые элементы с помощью которых и осуществляется переключения обмоток и пуск с задержкой. В релейных стабилизаторах роль таких элементов выполняют реле, ну а в «моделях по дороже», в роли таких элементов могут служить полупроводниковые элементы — симисторы которые имеют куда больший ресурс работы на «переключение».

Блок управления — основная плата устройства с установленным на нее микропроцессором, с соответствующей прошивкой который запрограммирован на переключения и управления силовыми элементами (реле). При заранее определенных ступенях напряжения, переключаются соответствующие обмотки автотрансформатора. В случаях когда это не возможно, по причине поломки, выдается «ошибка» и стабилизатор пере запускается или отключается. Там же предусмотрена и схема задержки на включения (например 120 секунд).

Блок индикации и измерения напряжения — плата, как правило, установленная на лицевой панели (крышке) стабилизатора. Там же, на ней установлены «цифровые индикаторы» или дисплей.
Кроме них, могут быть установлены и элементы управления, например включения «задержки».

Стабилизатор постоянно сравнивает входной уровень напряжения с номинальным и «решает» либо добавить, либо уменьшить определенное количество вольт в «домашнюю» электросеть. Осуществляются такие решения подключением либо отключением (переключением) необходимых обмоток, в данном случае с помощью реле.

Во всех стабилизаторах существует система защиты которая проверяет входные и выходные напряжения, ток, температуру на соответствие номинальным значением и условиям эксплуатации. Защитные механизмы у каждого стабилизатора свои, но можно выделить несколько основных:

Пределы стабилизации (входное и выходное напряжение)

Отношение выходного напряжения к входному

Превышение тока нагрузки (перегрузка)

Перегрев трансформатора, превышение температуры внутри устройства

Невозможность «переключить» обмотку (при выходе из строя элементов управления)

Выполняем ремонт

Самой частой причиной поломки таких стабилизаторов являются реле, переключающие обмотки трансформатора. В следствие многоразовых переключений контакты реле могут выгорать, заклинивать, а может перегореть и самая катушка.

Если выходное напряжение исчезает или появляется индикация «ошибка» – необходимо проверить все реле. Сначала осмотрев внешне и если никаких видимых повреждений незаметно, то разобрать корпус каждого реле.
Сразу станет заметно какие контакты на сколько изношены, а где и вовсе сгоревшие.

В данном стабилизаторе, неисправность проявлялась в виде отключения стабилизатора по «ошибке» что сопровождалось звуковой индикацией. Отключался он не всегда, а только при сильно пониженном напряжение, но в приделах нормы стабилизации. — где то около 175 вольт. Отключался в независимости от нагрузки на выходе что явно отметало как причину общую перегрузку. Перед выключением слышно как несколько раз пощелкивают реле.

Как позже выяснилось, блок управления давал команду реле переключится на другую обмотку, но так как физически обмотки переключенными не были то и вылетала «ошибка» и стабилизатор попросту выключался.

Разобрав все пластмассовые крышки реле было обнаружено подгорание на двух реле, но в одном из них контактная площадка которая должна подключать обмотки, полностью выгорела и «контакт» был попросту невозможен, хоть реле и щелкало чтобы замкнуть пластины.

Мог еще произойти и такой случай при котором контакты могли б залипнуть друг к другу и в итоге несколько обмоток трансформатора окажутся короткозамкнутыми. Трансформатор начнет перегреваться и если не сработает защита то может и перегореть одна из обмоток автотрансформатора. Кстати говоря, подобная опасность присуща не только релейным стабилизаторам но и симисторным.

Очень часто в релейных стабилизаторах выходят из строя транзисторные ключи, которые в разных моделях стабилизаторов могут собираться на разных типах транзисторов. Когда при прозвоне радиоэлементов схемы были обнаружены неисправные «усилители», их необходимо заменить на такие же по параметрам.

Профилактическая мера по восстановлению слегка подгоревших реле стабилизатора довольно простая и состоит из таких действий:

1. снимаем крышку реле
2. снимаем пружину, чтоб освободить подвижный контакт реле
3. каждый подвижный и неподвижный контакт нужно зачистить с помощью мелкой наждачки
4. промыть контактные площадки спиртом
5. после высыхания спирта, покрыть защитным средством KONTAKT S-61

При более сильном и значительном обгорание контактов реле и если нет возможности его заменить можно поступить следующим образом: по возможности почистить контакты реле (методом описанным выше) и поменять реле местами.
То — есть там где в стабилизатора самая часто используемая обмотка на которой постоянно обгорает реле, поставить «новое» реле, а «подуставшее» реле поставить на место того реле что сохранилось в хорошем состояние, там оно прослужит еще много времени.

В случае полного выгорания контактной площадки реле, его нужно заменить на новое.
Но когда нет времени ждать посылки с новым реле или есть желание попробовать восстановить обгоревшую часть пластины самостоятельно, можно поступить как сделал я.

В таких же соотношениях размеров, был вырезан кусок медной жилы которая была закреплена по всей длине пластины припоем, предварительно залудив жилу и саму пластину. Но так чтоб место контакта припадало все таки на медную часть, а не на припой.

При наличии мощной точечной сварки, все это лучше было сварить для большей надежности на случай возможного нагрева пластины.
Но так как в данном устройстве реле было заменено и поставлено на место где не происходит обгорания, например на понижающую часть обмотки, то и беспокоится не о чем.

Другие неисправности

Кроме явных механических проблем с реле и выхода из строя «усилителей» представленных в виде ключевых транзисторов, могут встречаться и другие поломки уже на плате блока управления: холодная пайка, отслаивающиеся дорожки на плате, заусеницы в местах пайки, шарики от припоя и отхождения контактов в штырьковых соединениях — вот лишь малое что может послужить причиной неисправной работы стабилизатора.

Иногда встречается такая неполадка как хаотическое отображение сегментов на дисплее,в то же время может наблюдаться хаотическое включение реле. Частой причиной такого поведения есть «холодная пайка» кварцевого резонатора который работает на частоте 8 — 16 мегагерц, плохой его пропай ведет к неправильной работе микропроцессора.
По этому всю заднюю часть платы лучше сразу осмотреть по поводу плохой пайки, заусениц или шариков с припоя которые там часто бывают в виду быстрой пайки плат монтажниками которые ее собирают.

Затем можно осмотреть плату на дефекты радиоэлементов. Очень часто со временем электрические конденсаторы вздуваются и выходят из строя, выявить это будет не сложно. Их необходимо заменить на аналогичные.
Кроме того в стабилизаторе был выявлен клеммник с трещиной, который не мог обеспечить надежный контакт мощного силового кабеля. Такой клеммник ввиду невозможности создать достаточную затяжку провода, мог нагреваться и тем самим со временем еще и усугубить надежность контакта.

Диагностика

Но после ремонта стабилизатора или даже на этапе диагностики неисправности, возникает необходимость проверить работу устройства в разном диапазоне напряжений, как повышенных так и пониженных.

В мастерских для этих целей служит ЛАТР или лабораторный автотрансформатор регулируемого типа. Его подключают на вход проверяемого стабилизатора и уже изменяя напряжения на входе, имитируя перепады в сети, смотрят на поведение стабилизатора, справляется ли он с работой в номинальных (паспортных) пределах напряжения.

Но так как у меня нет соответствующего регулируемого автотрансформатора, то мы пошли немного другим путем. Была собрана определенная «схема»:

1. На входе стабилизатора, последовательно фазе была подключена лампочка примерно 60ват, мощность лампочки подбирается экспериментальным путем.

2. На выходе в роли нагрузки был подключен обычный сетевой шуруповерт или дрель (400 — 1000 Ват) с кнопкой плавной регулировки оборотов.

Во время работы шуруповерта на минимальных оборотах, лампочка которая включена на входе последовательно — не светится. Стабилизатор при этом запущен и работает без проблем.
Начинаем плавно увеличивать обороты шуруповерта, лампочка при этом светит все ярче.
Чем интенсивней яркость лампочки, тем больше проседает напряжение на входе стабилизатора, что естественно видно на индикации дисплея. Кроме того, при уменьшению напряжения на входе , слышно как переключаются обмотки трансформатора и щелкают реле.
Таким не хитрым способом можно проследить правильно ли работает стабилизатор, при условие что в вашей домашней же сети будет нормальное напряжение (220 — 240 вольт).

Как видим, отремонтировать стабилизатор напряжения можно и в домашних условиях. Ну или по крайней мере можно разобрать и определить поломанный узел и оценить стоимость работ по его восстановлению или замене. Предполагается что человек который приступит к ремонту стабилизатора, будет обладать базовыми знаниями в электричестве и электронике и будет иметь минимальный набор инструментов, паяльник, мультиметр и мелкий инструмент.
Следует быть осторожным работая с напряжением при диагностике и проверке работы.Все остальные работы по ремонту и замене производятся в обесточенном состояние.

Источник

Какие бывают неисправности стабилизаторов напряжения и как их ремонтировать

Гул и щелчки

Если стабилизатор напряжения сильно гудит, нужно проверить, чтобы питающее напряжение не было выше или ниже допустимых диапазонов. Диапазон регулировки в большинстве случае лежит в пределах 100-250 Вольт.

Внимание! Даже при исправном состоянии автотрансформатор равномерно и не слишком громко гудит. Также гул издаёт сервопривод при перемещении щеточного узла. Релейные стабилизаторы напряжения во время работы издают щелчки. Это нормально, реле (черные прямоугольники на рисунке ниже) переключают отводы от обмоток для регулировки выходного напряжения.

Если устройство громко трещит – это может свидетельствовать об искрении щетки в сервоприводных моделях, проблемах с реле и плохом контакте внутренней проводки устройства.

Выключается под нагрузкой

Стабилизатор напряжения не держит нагрузку – такая проблема случается по ряду причин. Первая среди них – это повышенная нагрузка (мощность потребителей). Если вы не меняли подключаемые устройства, значит проблема в стабилизаторе. Если он отключается не мгновенно, а через какое-то время работы, то виной этому может быть перегрев или межвитковые замыкания автотрансформатора.

Что делать: разберите прибор и произведите внешний осмотр обмоток автотрансформатора, если он не слишком сильно запылён, то проверьте, нет ли следов локальных перегревов. Если пыли много – вычистите её

Если следы перегрева и гари есть – повреждена изоляция обмоток. Это и есть межвитковое замыкание, тогда как отремонтировать стабилизатор в этом случае? Нужно перемотать либо заменить автотрансформатор на аналогичный или больший по мощности. Но стоимость такого ремонта может быть сопоставимой с покупкой нового стабилизатора напряжения.

Важно! У сервоприводных моделей ряд неисправностей может быть вызван износом щетки и загрязнением токоведущих частей графитовой стружкой. В процессе работы щетка стирается, засыпая графитом автотрансформатор. Из-за чего могут возникать замыкания между токосъемниками участками витков и перегрев. В этом случае нужно смести графит и вычистить его между витками. Убедитесь, что обмотки уложены ровно, нет обрывов. Контактную поверхность зачистите обычным канцелярским ластиком до блеска, особенно наиболее его используемый сектор.

На выходе нет 220 Вольт

Неисправность проявляется в том, что стабилизатор не выдает напряжение 220 Вольт. Это не обязательно говорит о внутренних проблемах, причина может быть в напряжении сети – оно слишком низкое, и устройство просто не вытягивает. Если питание находится в рабочем диапазоне стабилизатора, тогда приступим к ремонту.

Что делать: в сервоприводных моделях поломка может быть вызвана износом щеточного механизма или самого сервопривода. Он может не доходить до конца обмотки или щетка может не контактировать с соответствующим её сектором. В простейшем случае может быть просто загрязнена графитом. Чтобы отремонтировать его, нужно почистить поверхность контактов до металлического блеска. Иногда нужно заменить щетку.

Интересно! Бывает и так, что из-за загрязнений рабочего сектора щеточного узла графитом часто напряжение не поднимается выше определенного значения.

В релейных СН это чаще всего говорит о том, что неисправно одно или несколько электромагнитных реле или каскад управления ими. Обычно он строится на транзисторе. Реле могут иметь различное напряжение катушки, часто это 12 Вольт.

Что делать: для проверки подайте напряжение на катушку и прозвоните силовые контакты. Они должны замыкать и размыкаться, реле при этом щелкает. Если этого не происходит – либо прилипли контакты (чаще), либо сгорела катушка реле (реже). Если реле исправно – проверьте транзистор, он не должен быть пробит, а переходы эмиттер-база и коллектор-база должны прозваниваться в одну сторону, как диод. Транзисторы используйте любые маломощные аналогичной проводимости.

В симисторных и тиристорных СН диагностика поломки аналогична – нужно прозвонить на пробой полупроводниковый силовой ключ и если он вышел из строя заменить аналогичным или более мощным.

Плохая стабилизация напряжения

Если напряжение стабилизируется слишком большими шагами, а раньше всё было плавно, то поломка близка к предыдущей – вышел из строя коммутационный прибор на одной или нескольких ступенях регулировки. Алгоритм проверки неисправности стабилизатора напряжения и их устранение описаны в предыдущем пункте.

Внимание! В характеристиках каждого из стабилизаторов описан либо шаг регулировки, либо границы каждой из ступеней, а также точность поддержания номинального напряжения на выходе.

В сервоприводных стабилизаторах такое встречается при поломке в механизме редуктора двигателя, а также при загрязнениях обмоток, как это было в случаях описанных выше. Неисправности редуктора могут сопровождаться неравномерным жужжанием или потрескиванием – это проскакивают шестерни.

Что делать: нужно разобрать механизм и если все детали в норме, заменить смазку.

Еще стоит отметить, что у сервоприводных СН стабилизация может отсутствовать, работать неверно из-за выхода из строя полупроводниковых ключей управления двигателем. Тогда бегунок со щеткой перемещается в одно из крайних положений или вообще не сдвигается с места.

Не включается или выбивает автомат после отчета таймера

Большинство стабилизаторов после включения входят в рабочий режим не сразу, а после временной задержки. Но после отчета обратного таймера пуска не происходит, при этом на дисплее-индикаторе выдает букву Н. Пример ремонта устройства с такой неисправностью рассмотрен в следующих видео:

К сведению код ошибки «Н» говорит о завышенном напряжении сети и срабатывании защиты. Это действительно для приборов фирмы «Ресанта», «Luxeon» и некоторых других.

Интересно: буква «H» — значит «Высокое» или «High», а L – «низкое», «Low». Резистор, замену которого вы видели на видео, отвечает за пороги срабатывания по верхнему и нижнему уровню напряжения. Из-за неверного сопротивления плата стабилизации не справляется со своей работой и уходит в защиту.

Такие симптомы или другой код неисправности может сопровождаться выбиванием автомата питающего сам стабилизатор после отчета таймера задержки включения. В этом случае проблема решается заменой реле, при залипании которых может возникать повышенное потребление тока.

Совсем не подает признаков жизни или другие поломки

Самая пугающая неисправность – это когда после подачи напряжения ни индикаторы не зажигаются, ни напряжение на выходе не появляется, т.е. когда стабилизатор напряжения не работает вообще. В таком случае возможен выход из строя управляющей платы. Чаще всего ремонт начинают с визуального осмотра, обращают внимание на:

выгоревшие дорожки;
вздутые электролитические конденсаторы;
выгоревшие, треснутые или взорвавшиеся компоненты платы;
микротрещины на паяных контактах и холодная пайка.

Все выявленные недостатки устраняют, а если внешний осмотр не дал результатов переходят к проверке платы на обрывы дорожек и короткие замыкания мультиметром в режиме измерения сопротивления и прозвонки. Такой ремонт стабилизатора может потребовать глубоких знаний электроники, схемы электрической принципиальной, а в самых сложных случаях и использования осциллографа для проверки управляющих сигналов и логики работы схемы.

Вот и все, что мы хотели рассказать вам про неисправности стабилизаторов напряжения и способы их устранения своими руками. Надеемся, теперь вы знаете, что делать в том или ином случае и почему возникают поломки!

Источник