Heraeus Biofuge Stratos型冷凍離心機(jī)    內(nèi)部糊味故障排除

郭  劍，高艷艷

(軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)儀器廠，北京 100850)

在醫(yī)學(xué)研究中，離心機(jī)是常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，Heraeus Biofuge Stratos型冷凍離心機(jī)具有轉(zhuǎn)頭自動(dòng)識(shí)別、電子不平衡檢測、加減速性能極強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是同類產(chǎn)品中通用性很強(qiáng)的臺(tái)式離心機(jī)[1]。本人在維修該款離心機(jī)的實(shí)踐中，逐漸摸索和總結(jié)了一些心得體會(huì)，現(xiàn)結(jié)合一起故障排除實(shí)例，與同行分享。

1 故障現(xiàn)象

用戶描述：開機(jī)后，轉(zhuǎn)動(dòng)離心無異常。但開啟制冷后，能聞到從機(jī)器內(nèi)散發(fā)的糊味。

2 故障分析

從直觀上判斷是制冷系統(tǒng)故障，較大可能是壓縮機(jī)、壓縮機(jī)啟動(dòng)電容、散熱風(fēng)機(jī)等部件之一損壞。但根據(jù)近年來維修記錄統(tǒng)計(jì)，該款離心機(jī)的制冷系統(tǒng)很完善不易出故障，所以故障排除思路是：將制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)、散熱風(fēng)機(jī)與主控電路脫離，單獨(dú)供給220V交流電壓，看其能否正常工作。

經(jīng)過單獨(dú)給電試驗(yàn)，壓縮機(jī)和散熱風(fēng)機(jī)皆能正常工作，可見制冷系統(tǒng)沒有問題。將機(jī)箱內(nèi)的主控電路板拆下后，仔細(xì)查看，未發(fā)現(xiàn)明顯燒焦、發(fā)黑痕跡[2]。測量電機(jī)繞組和絕緣情況也沒有發(fā)現(xiàn)異常。測量風(fēng)機(jī)后面的一個(gè)75Ω的大功率電阻（制動(dòng)電阻，實(shí)際是兩個(gè)150Ω電阻并聯(lián)），阻值與絕緣也正常。根據(jù)故障現(xiàn)象描述，懷疑是該制動(dòng)電阻在本不該通電時(shí)連續(xù)通電，導(dǎo)致過熱，從而引起糊味。

圖1 制動(dòng)電路原理示意圖

如圖1所示，該制動(dòng)電阻的工作過程是：離心機(jī)待機(jī)狀態(tài)和電機(jī)升速、離心階段，該電阻都沒有電流通過；當(dāng)離心停止時(shí)，轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速下降，電機(jī)處于減速制動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)的反饋電壓返回到直流網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致本該處于310V的直流電壓P+升高，如果該電壓值過高，就會(huì)導(dǎo)致

變頻電路損壞。為了保護(hù)變頻電路，離心機(jī)專門設(shè)計(jì)了包括制動(dòng)電阻在內(nèi)的制動(dòng)電路。當(dāng)直流電壓P+升高到一定數(shù)值后，比較器輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)IGBT管BUP304導(dǎo)通，使過高的直流電壓在制動(dòng)電阻上得以釋放[3]。

因此，懷疑該制動(dòng)電路的比較器、IGBT管有可能損壞。

3 故障查找

用萬用表在線測試主控電路板的易損元件：IGBT管、二極管、大功率電阻等元件，發(fā)現(xiàn)水泥電阻（4.7Ω/10W）損壞、IGBT管BUP304的C、E兩腳間短路。如圖1所示，由于BUP304的短路，導(dǎo)致離心機(jī)開機(jī)后，直流電壓P+直接施加于制動(dòng)電阻，該電阻持續(xù)發(fā)熱。當(dāng)制冷壓縮機(jī)啟動(dòng)后，散熱風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，將制動(dòng)電阻持續(xù)發(fā)熱產(chǎn)生的糊味吹了出來，所以用戶反映，只有在制冷啟動(dòng)時(shí)才聞到有糊味。

4 故障排除

換上新的4.7Ω/10W電阻和IGBT管BUP304后，試機(jī)，制冷和轉(zhuǎn)動(dòng)都正常。為了判定制動(dòng)電路能否正常工作，本人在直流網(wǎng)絡(luò)的大電容兩腳P+、N-間焊接出兩根引線，連接電壓表監(jiān)視，同時(shí)在制動(dòng)電阻的接線端子處并聯(lián)了一個(gè)串著68K/2W電阻的發(fā)光二極管，如圖1所示。開機(jī)，用鉗形表測量整機(jī)待機(jī)電流為0.27A，直流網(wǎng)絡(luò)的電壓值為310V，設(shè)置轉(zhuǎn)速12000r/min，啟動(dòng)，觀察網(wǎng)絡(luò)直流電壓的變化，發(fā)現(xiàn)電壓值在加速階段略有下降，待轉(zhuǎn)速上升到設(shè)置轉(zhuǎn)速后，恢復(fù)至310V。此間，發(fā)光二極管始終沒亮，說明制動(dòng)IGBT管沒有導(dǎo)通，制動(dòng)電阻沒有電流通過。按下“停止”鍵，離心機(jī)電機(jī)開始減速，這時(shí)觀察直流網(wǎng)絡(luò)電壓由310V逐漸上升，至340V左右穩(wěn)定不再上升，同時(shí)發(fā)光二級(jí)管發(fā)亮，說明制動(dòng)電路工作了，待轉(zhuǎn)速降至2000 r/min以下時(shí)，電壓恢復(fù)了原值，此時(shí)發(fā)光二極管熄滅。由此可見制動(dòng)電路全部正常工作。

試機(jī)中，本人發(fā)現(xiàn)與4.7Ω/10W電阻并聯(lián)的繼電器K3在開機(jī)的瞬間就吸合，而本人的維修筆記記錄：該電阻是限流電阻，應(yīng)該在離心腔蓋子關(guān)閉后才吸合，開蓋后應(yīng)該釋放，為了查清原因，又仔細(xì)測量繼電器控制電路，發(fā)現(xiàn)控制線圈的貼片三極管BC817的C、E兩腳間只有40多歐姆的電阻，換上新的三極管，恢復(fù)正常。如果這個(gè)故障沒有被發(fā)現(xiàn)，雖然不影響使用，但開機(jī)時(shí)的沖擊電流很容易擊穿整流電路。整機(jī)連續(xù)試機(jī)，再無糊味散出，故障解決。

5 總結(jié)體會(huì)

5.1維修儀器時(shí)，要透過現(xiàn)象看本質(zhì)，從根源上找原因，不要輕易被一些表象所誤導(dǎo)。本例中，直觀上容易判定是制冷系統(tǒng)故障，而問題根源卻出在了主控電路上。

5.2維修儀器時(shí)，要理清楚電路板各部分的功能，以及如何與外圍部件連接和工作，采用逐個(gè)排除的方法，來逐漸縮小故障排查范圍。

5.3 檢查電路板，要重點(diǎn)優(yōu)先檢查易損件和易損元件的關(guān)聯(lián)件。

5.4要有意識(shí)的使用監(jiān)測手段，來判斷功能模塊的正常與否。此例中，本人用發(fā)光二極管來監(jiān)測制動(dòng)電阻的工作過程，簡單明了，非常實(shí)用。

5.5 養(yǎng)成記錄維修檔案和統(tǒng)計(jì)故障規(guī)律的習(xí)慣[4]。由于本人之前維修過此款離心機(jī)，并對(duì)其各部分的工作原理和部分電路圖有所積累，所以此次維修進(jìn)展的很順利和便捷。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 趙曉光.臺(tái)式離心機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及進(jìn)展[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器,1999(4):13-15.

[2] 譚長生,魏繼日,張春霞.儀器設(shè)備故障排除的思路和方法[J].醫(yī)療設(shè)備信息,2003,18(11):59-61.

[3] 張燕賓.小孫學(xué)變頻[M].北京：中國電力出版社，2010：105-119.

[4] 王科兵,等.醫(yī)療設(shè)備故障率高的原因分析與對(duì)策[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2012,33(2):111-112.