Heute werden wir eine Liste grundlegender Fehlfunktionen von Spannungsstabilisatoren verschiedener Typen mit einer Beschreibung der Ursachen und Methoden ihrer Reparatur betrachten. Schließlich muss nicht jeder Ausfall eines Spannungsstabilisators repariert werden, insbesondere nach Ablauf der Garantiezeit..
Über die innere Struktur und Arten von Stabilisatoren
Von allen Arten von Spannungsstabilisatoren gibt es drei gebräuchlichste Topologien mit eher spezifischen Umwandlungsprinzipien. Unter diesen ist es unmöglich, die zuverlässigste herauszufinden, zu viel hängt von der Art der Stromversorgung und der Art der Last sowie vom Qualitätsfaktor des Geräts ab. In unserem Test werden Servo-, Relais- und Halbleiterkonverter, Merkmale ihres Betriebs und typische Fehlfunktionen berücksichtigt..
Bei einem servogetriebenen Stabilisator ist das Hauptfunktionselement ein Lineartransformator mit vielen Anschlüssen der Mittelpunkte der Sekundär- und manchmal der Primärwicklung – von 10 bis 40, abhängig von der Genauigkeitsklasse. Die Enden der Leitungen sind zu einem Kollektorkamm zusammengefügt, entlang dessen sich der Kollektorwagen bewegt. Abhängig von der effektiven Spannung an der Stromleitung korrigiert der Stabilisator die Position des Schlittens und passt dadurch die Anzahl der beteiligten Windungen und entsprechend das Transformationsverhältnis an. Am Ausgang der Schaltung kann eine feinere Einstellung der Spannung beispielsweise unter Verwendung integrierter Halbleiterstabilisatoren durchgeführt werden.
Relais-Transformatoren sind ähnlich aufgebaut. Die Anzahl der Transformatoranschlüsse ist geringer, und anstelle einer reibungslosen Regelung wird die Feinabstimmung durch Rekombination der im Betrieb enthaltenen Wicklungen erreicht. Leistungsrelais mit einer komplexen Konfiguration einer Relaisgruppe sind für die Betriebsumschaltung verantwortlich. Wie im vorherigen Fall können zusätzliche Filter, Stabilisatoren und Schutzvorrichtungen am Ausgang sein, die Hauptarbeit wird jedoch von einer Transformator- und Relaisanordnung unter analoger Steuerung ausgeführt.
Elektronische Spannungsstabilisatoren können auf zwei Umwandlungsprinzipien basieren. Das erste ist das Schalten der Transformatorwicklungen, jedoch mit Hilfe von symmetrischen Thyristoren, nicht von Relais. Das zweite Prinzip ist die Umwandlung von Strom in Gleichstrom, seine Akkumulation in Pufferkondensatoren (Kondensatoren) und dann die umgekehrte Umwandlung in „Wechsel“ mit einer reinen Sinuswelle mittels eines eingebauten Generators. Die Schaltung erscheint auf den ersten Blick recht kompliziert, bietet jedoch eine beispiellose hohe Stabilisierungsgenauigkeit und einen hochwertigen Leitungsschutz..
Natürlich gibt es auch andere Stabilisatorschemata, einschließlich Hybridschemata, aber aufgrund ihrer hochspezialisierten Verwendung oder archaischen Natur werden wir sie nicht berücksichtigen. Jede der drei häufigsten Familien hat sogenannte Kinderkrankheiten oder angeborene technologische Defekte. Daher besteht die wichtigste Aufgabe vor dem Senden des Geräts an das Servicecenter darin, festzustellen, ob der Ausfall die Ursache für die Nichteinhaltung der Wartungsstandards oder eine normale Fehlfunktion dieses Stabilisatortyps ist..
Typische Fehler von Relaisgeräten
Relaisstabilisatoren zeichnen sich durch ein optimales Verhältnis von Kosten und Zuverlässigkeit aus. Die Relaisgruppe ist dem Hauptverschleiß und bei häufigem oder konstantem Betrieb unter erhöhter Last auch der dielektrischen Isolierung der Transformatorwicklungen ausgesetzt..
Die Diagnose eines Relais als Ursache einer Fehlfunktion ist recht einfach. Der erste Schritt besteht darin, die Komponenten von der Leiterplatte zu zerlegen. Sie können durch ein kompaktes rechteckiges Gehäuse aus manchmal transparentem Kunststoff mit mindestens sechs Stiften unterschieden werden. Um den Zweck der Klemmen und das Schaltschema zu bestimmen, können Sie sich auf den Schaltplan oder die technische Spezifikation für einen bestimmten Relaistyp gemäß der Kennzeichnung auf dem Gehäuse beziehen. Sie können am Relais einen Testschalter vornehmen, bei dem die Betriebsspannung an die Spulenkontakte angelegt wird. Diese ist in der Regel auf dem Produktgehäuse angegeben. Das Fehlen eines Klicks beim Anschließen ist ein deutliches Zeichen für eine verbrannte Spule oder festsitzende Kontakte. Wenn ein Klicken zu hören ist, aber wenn die Gruppe der Hauptkontakte klingelt, die Schaltung ihres Schaltens nicht beobachtet wird, liegt das Problem höchstwahrscheinlich im Mechanismus der Zurückweisung und des Drückens oder in verkohlten Kontaktflächen.
Ein wesentlicher Teil der elektronischen Relais verfügt über ein zusammenklappbares Gehäuse und kann gewartet werden: Wiederherstellung des Mechanismus, Reinigen der Kontaktflächen von Kohlenstoffablagerungen mit einem Radiergummi, manchmal sogar Ersetzen einer fehlerhaften Spule. Die beste Lösung wäre jedoch immer noch, neue Relais zu kaufen, um diejenigen zu ersetzen, die gemäß der Artikelnummer oder der Pinbelegung ausgefallen sind.
Der Verlust der Spannungsfestigkeit des Transformators aufgrund von Überhitzung geht mit Kurzschlüssen einher und wird äußerlich als Verdunkelung oder Zerstörung der Wicklungsisolation beobachtet. Das Hauptzeichen ist eine signifikante Abnahme des Widerstands unter den Passstandards. Da die meisten Budgetstabilisatoren eine feste Primär- und eine mehrpolige Sekundärstufe haben, ist das Zurückspulen nicht besonders schwierig. In jeder Verbindung ist die Anzahl der Windungen gering, sie können auch ohne Spindel oder andere Wickelvorrichtungen sauber verlegt werden. Das Wichtigste ist, die Anzahl der Windungen und die Verlegerichtung genau zu beobachten sowie den Anfangswiderstand der Leiter korrekt zu bestimmen und nicht nur einen Wicklungsdraht nach Durchmesser zu kaufen.
Eine andere Art von Transformatorfehlfunktion ist der Betrieb einer Halbleiter-Wärmesicherung, die normalerweise beim Bruch einer der Wicklungen enthalten ist. Um ein Halbleiterelement zu ersetzen, reicht es aus, seine Reihen- oder Grundparameter zu klären, um ein Analogon auszuwählen. Normalerweise ist die Thermosicherung in Reihe mit dem ersten Glied der Sekundärwicklung geschaltet, sodass alle äußeren Windungen entfernt werden müssen, um darauf zugreifen zu können. Das Problem wird einfach diagnostiziert: Zwischen dem Beginn der Wicklung und dem ersten Abgriff klingelt die Schaltung nicht, aber alle anderen Windungen sind in perfekter Reihenfolge.
Defekte Servostabilisatoren
Der Hauptgrund für den Ausfall von Servoantrieben liegt auf der Hand: Verschleiß der Kollektorbaugruppe. Es ist dieses Manko, das in der Kategorie der Kinderkrankheiten enthalten ist und in den meisten Modellen der Haushaltstechnologie nicht beseitigt werden kann..
Es gibt zwei Arten von Schlupfmechanismen. Bei geringer Belastung können herkömmliche federbelastete Bürsten die Wicklungen hervorragend schalten. Die Vorrichtung wiederholt das Funktionsprinzip der Kollektormotoren des Elektrowerkzeugs vollständig, mit der Ausnahme, dass der Kollektor selbst von einer zylindrischen Position in eine Ebene eingesetzt wird. Der zweite Typ von Stromkollektoren hat eine Bürstenanordnung in Form einer Walze, wodurch die Reibung während der Bewegung verringert wird, was bedeutet, dass die Lamellen nicht stark abgenutzt sind. Gleichzeitig ist die Verschleißrate von Platten- und Walzenbürsten annähernd vergleichbar.
Der Nachteil eines Schleifrings liegt in seiner Geometrie. Der Kontaktpunkt ist sehr klein – nur die Kontaktlinie der Zylinderrolle zur Ebene. Bei den technisch fortschrittlichsten Modellen haben die Lamellen zwar Radiusnuten, obwohl diese Lösung nicht völlig gerechtfertigt ist: Wenn sich die Graphitwalze abnutzt, nimmt die Kontaktfläche zwangsläufig ab. Je nach Nutzungsintensität muss die Bürste in Abständen von 3 bis 7 Jahren ausgetauscht werden. Die Situation kann sich bei Vorhandensein einer großen Menge an Staub- und Kohlenstoffablagerungen verschlimmern – bis zum Kurzschluss mehrerer Wicklungen oder einem vollständigen Kontaktverlust.
Obwohl Servoregler auch anfällig für Überlastung sind, verschleißt ihr Transformator weniger. Im Gegensatz zu Relaisgeräten, bei denen während des Schaltens regelmäßig Spannungs- und Stromstöße auftreten, stellt sich die Kollektoreinheit reibungsloser ein, wodurch die mechanische Wirkung des Stroms minimal ist. Die Lackisolierung der Wicklungen trocknet noch aus und wird spröde, bröckelt aber nicht.
Grundsätzlich ist das Funktionsprinzip des Servostabilisators äußerst transparent. Wenn beim Einschalten die Eingangsspannung angezeigt wird, das Gerät jedoch nicht reagiert, liegt die Fehlfunktion entweder im Frequenzumrichter selbst oder im Steuer- und Messkreis. Im letzteren Fall kann ein fehlerhaftes Schaltungselement leicht rein visuell oder durch Wählen erkannt werden. Liegt am Ausgang keine Spannung an, ist der Transformator defekt, wenn die richtige Stabilisierungsgenauigkeit nicht gewährleistet ist, ist ein Kurzschluss in der Sekundärwicklung, eine Verschmutzung des Kollektors, ein Verschleiß der Stromkollektorbürsten oder der Lamellen selbst erkennbar.
Häufige Probleme elektronischer Geräte
Wechselrichterstabilisatoren gelten zu Hause als am wenigsten wartbar. Dafür gibt es mehrere Gründe, aber der Hauptgrund ist die Notwendigkeit spezieller Kenntnisse in der Schaltung und insbesondere in den Funktionsprinzipien von Schaltnetzteilen. Auf die entsprechende Materialbasis kann nicht verzichtet werden: Lötgeräte mit Temperaturregelung sowie Messgeräte. Der Satz von Diagnosewerkzeugen geht weit über die Grenzen eines herkömmlichen Multimeters hinaus. Sie benötigen ein Gerät mit einem erweiterten Satz von Funktionen zum Messen von Kapazität, Frequenz und Induktivität, und es ist auch wünschenswert, ein einfaches Oszilloskop zur Verfügung zu haben.
Die häufigste Ursache für Fehlfunktionen in Wechselrichterstabilisatoren ist eine Fehlfunktion des Taktgenerators. Basierend auf der Nennleistung des Geräts und den Parametern des Transformators ist es erforderlich, die optimale Betriebsfrequenz des Impulswandlers zu bestimmen und diese dann mit den tatsächlichen Parametern zu vergleichen. Ein Frequenzausfall wird normalerweise durch eine Fehlfunktion in der Referenzoszillationsschaltung verursacht, die mit den entsprechenden Pins des Takt-IC verbunden ist..
Ein vollständiger Geräteausfall ist aus mehreren Gründen möglich. Wenn es kein eingebautes Diagnosesystem gibt oder es nicht möglich ist, den Ausfall anhand seiner Anzeigen zu bestimmen, war die Ursache der Fehlfunktion höchstwahrscheinlich der Ausfall des Felds oder der IGBT-Schlüssel, der anhand des Erscheinungsbilds des Falls recht einfach zu bestimmen ist. Eine weitere typische Ursache für Fehlfunktionen ist der Ausfall der eingebauten Stromversorgung der Steuerkreise. Dieser Teil des Stromkreises ist am anfälligsten für Spannungsschwankungen, insbesondere Impulse.
Es ist nicht überflüssig, eine Kontinuität aller Schaltkreise herzustellen. Ihre Leitfähigkeit muss den Schaltkreisen und Schaltplänen des Geräts entsprechen. Zu den am stärksten gefährdeten Elementen gehören Eingangs- und Ausgangsgleichrichter, Transformator-Dämpfungsschaltungen (zur Unterdrückung von Überspannungen) sowie gegebenenfalls eine Leistungsfaktorkorrektur..
Generelle Empfehlungen
Elektronische Komponenten sind nicht nur in Wechselrichterstabilisatoren enthalten, sondern können auch in Steuer- und Messkreisen oder in Anzeige- und Eigendiagnosegeräten verwendet werden. Dies betrifft hauptsächlich passive Elemente und Mikroschaltungen mit geringem Integrationsgrad: Operationsverstärker, Logikelemente, kombinierte Transistoren, Strom- und Spannungsstabilisatoren. Der Ausfall dieser Elemente kann meist nur durch äußere Vorzeichen festgestellt werden: Durchgebrannte Transistoren und Dioden haben ein rissiges Gehäuse, Widerstände – Spuren von verbranntem Lack, Kondensatoren blasen einfach auf. Daher ist eine genaue externe Untersuchung der Leiterplatte die erste Stufe bei der Feststellung der Fehlfunktion..
Wenn es nicht möglich ist, die Ursache des Ausfalls visuell zu bestimmen, sollte eine Folge von Kontrollmessungen durchgeführt werden. Zunächst wird die Leitfähigkeit und Qualität der dielektrischen Isolation der Schaltung im ausgeschalteten Zustand überprüft. Wenn danach Strom angelegt wird, werden die Spannungen an wichtigen Punkten gemessen: an den Anschlussklemmen, nach der Sicherung, an Filtern und Stabilisatoren, Transformatorwicklungen und den Hauptknoten des Steuerkreises. Wenn die beschriebenen Diagnosemethoden kein Ergebnis liefern, ist es besser, sich an das Service-Center zu wenden, da selbst eine einfache Aufschlüsselung sehr spezifisch sein kann, obwohl Amateurkenntnisse in Elektrotechnik und häuslichen Bedingungen nicht ausreichen, um sie zu beseitigen.
Entschuldigung, ich bin mir nicht sicher, was der DIY-Spannungsstabilisator ist. Könnten Sie bitte mehr Informationen geben? Was genau muss repariert werden und welches Problem tritt auf? Welche Art von Reparatur wird benötigt? Ich helfe gerne weiter, sobald ich mehr Details habe. Vielen Dank!