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：2022-08-22 10:57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。

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。

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。

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。

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。

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。

如有任何问题请咨询SIGMA离心机售后维修中心：4008-525-990

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