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SIGMA离心机报故障代码99解决及多例故障解决方法

作者:SIGMA离心机 发布时间:2022-02-11 10:25点击:
Sigma 3K15型离心机结构原理与维修
 
在医学研究中,离心机是常用的实验设备, Sigmal-13型离心机采用无刷变频电机,具有噪音小、 升降速度快、结构紧凑、操作简单等优点,深受广大科 研人员喜爱。目前该款离心机已经停产,市场代替品是 Sigmal-14型。但该款离心机在我院实验室中仍有相当 数量。笔者在维修该款离心机的实践中,对其结构原理、 故障排除有了一定积累,与同行分享如下。
SIGMA离心机
1 结构原理

       离心机工作原理,见图1。关闭盖门以后,两个微动开关闭合,220 V交流电压经过整流滤波以后,形成 310 V直流电压"(U+ )”。同时CPU控制模块通电工作, “Open”(开盖)按钮旁边的“Cover”指示灯亮。按下 "Start/Stop” 按钮启动,“Cover” 指示灯熄灭,"Start/ Stop”旁的“Run”指示灯处于闪烁状态,离心机电机 在CPU模块的控制下通过变频模块的驱动开始转动, 同时测速传感器反馈转速信号,CPU模块通过比较设 定转速和测量转速,输出合适的控制信号,使电机转 速稳定在所设转速。
当离心时间到,或按下“Start/Stop”按钮后,电机 开始减速,如果减速过程中电机反馈的能量使U+超过 一定数值,则制动电路的比较器输出控制信号使场效应 管导通,过高的直流电压在制动电阻上得以释放,保护变频电路⑴。当电机完全停止后,“Run”指示灯灭, “Cover”指示灯亮,此时按下“Open”按钮,开盖电磁 阀动作,盖门打开,同时两个微动开关打开,整机电源 关闭。
电机运行中如果电流过大,电流取样电阻上的电压就 会升高,升高到一定值后,过流保护电路起作用,将信号 反馈回CPU模块,CPU模块停止向变频电路输岀控制信号, 从而有效保地护电路。
sigma 3K15型离心机控制原理图
                                                                                                                                                                         图1 sigma 3K15型离心机控制原理图
 
2 故障实例

2.1故障一

2.1.1故障现象

开机后,关闭盖门,“Cover”指示灯亮,按下“Open” 按钮,指示灯熄灭一下,又亮,开盖电磁阀没有动作。但 电机能正常启停。

2.1.2故障排除

检査电路,发现是控制电磁阀的场效应管IRF83O损 坏。原因极有可能是异常电流冲击所致。开盖电磁阀控制 电路原理图,见图2。更换新的场效应管IRF83O后,故 障解决。
sigma 3K15型离心机
                                                                                                                                                                                图2开盖电磁阀控制电路原理图
 
2.2故障二


2.2.1故障现象

开盖功能正常,按下“Start/Stop”按钮后,电机转 速很慢,不能按照设置转速正常运转。

2.2.2故障排除

此类故障多属于测速电路故障Plo
测速传感器及其引线示意图,见图3。测速传感器 UGN3177是锁存型霍尔集成电路,当电机转动时,磁环 的“N” “S”极交替接近霍尔传感器,“OUTPUT”端输出 脉冲信号,其频率与电机转速成正比⑶。由于该传感器位 于电机正下方,当离心腔内有液体漏入离心机内部时,很 容易腐蚀该传感器及其引线。从而导致CPU模块无法测 虽电机转速,电机无法正常运转。更换新的UGN3177, 故障解决。

图3測速传感器及其引线示意图
离心机使用完毕后,要取出转头,将腔体内杂物、积 液等清理干净,否则杂物掉落电机下部,极易腐蚀电机和 測速传感器笔者维修时将测速传感器和接线端用硅胶 涂抹封闭,可有效防止漏液腐蚀。

2.3故障三

2.3.1故障现象

      开机过程中离心机报故障代码99,内部有打火声音,发出焦糊味。

2.3.2故障排除

        打开机箱,发现有颗固定门锁的螺钉掉在了电路板与 变频电路的场效应管之间,导致6个场效应管IRF830中 的2个损坏。更换同型号的场效应管,重新开机,关闭盖 门,“Cover”指示灯亮,按下“Open”按钮,指示灯熄灭 一下,又亮,但开盖电磁阀没有动作。按下“Start/Stop” 按钮,电机也不能启动。
首先査找开盖电磁阀无法动作的原因(参考图2),测 量两个光电耦合器SFH6106-3和场效应管IRF830均正常。 接通电源,在线测量发现+15 V电源的测试点电压为0。 +15 V电源的电路,见图4。査看电路板,测量+15 V和信 号地间的电画,发现为短路。此+15 V电源主要为制动电 路的比校器LM393、变频电路的驱动部分供电。极有可能 是变频电路损坏时,导致稳压芯片TU31C或LM393击穿 短路。
 sigma 3K15型离心机
                                                                                                                                                                                        图4+15V电源电路原理图
采用逐个排除故障的思路,先焊下TL431C,测量
+ 15 V和信号地间的电阻仍为短路,再焊下LM393,
测量电路板上短路状态消失。测量LM393的4、8脚 间的电阻为短路,说明该芯片已被击穿。重新焊上 TL431C,再次开机,测ft+15 V电源输出正常,按下 “Open”按钮,电磁阀动作,盖门打开,“Cover”指示 灯灭。这样就证明原来的TL431C没有损坏。
换上新的LM393,重新关闭盖门,按下“Start/Stop” 按钮.“Cover”指示灯灭,“Run”指示灯不亮,电机无 法启动,几秒种后,“Cover”指示灯亮。CPU模块很可 能接收到某种信息,处于保护状态。
査看电路,CPU模块与变频电路之间通过7个光电耦 合器SFH6345传递信号,其中6个SFH6345用于驱动变频 电路,1个用于传递过压、过流保护信号。
过压和过滤保护电路工作原理,见图5。当U+超 过一定值后,比较器LM393的7脚输出高电平,场效 应管IRF830导通,过高电压通过制动电阻得以释放。 此时1脚输出仍为低电平,光电耦合器SFH6345导 通,CPU模块无须过压保护。如果制动电路失效,电 压U+再度上升,导致LM393的1脚输岀为高电平,则 SFH6345截止,CPU模块得到信号,中断向变频电路 输出信号,从而保护变频电路。当流过电机的电流超过 一定限值时,电流取样电阻R68两端的电压升高导致三 极管V23导通,从而使SFH6345截止,CPU模块启动过 流保护。
待机状态下,在线测量LM393的1脚电压为0,光电 耦合器应该导通,但测量SFH6345的5、6脚电压为5 V, 说明此光电耦合器可能损坏。更换新的SFH6345后,电机 正常启动,各项功能正常。
此故障戶因一颗小螺丝钉的掉落引起了一连串的元器 件损坏。因矣仪器生产厂家在设计产品时,应该尽可能避 免在电路板上方设计经常活动的部件,否则很容易造成紧 固件松动后掉落在电路板上。由于空间所限无法避开时, 可以考虑安装挡板等隔离措施。
 sigma 3K15型离心机
                                                                                                                                                                             图5过压和过流保护电路原理图
 
3 总结

目前,医学研究实验仪器用户使用说明书里都没有 电路原理图,甚至结构原理框图也没有。厂家维修一般 都采用直接更换电路板的方式,收费昂贵。特别是一些上接地,仪器运转良好,以便为使用者提供更好的服务。


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