教你维护Ｌ8Ｍ超速离心机速度控制系统
概述
ｌ8ｍ超速离心机是由贝克曼公司制造,上世纪80年代在中国市场推出后,起初一般作为实验室离心机使用,由于该种机型有较好的离心性能,又采用微电脑芯片进行*控制,自动化程度较高,有一定的故障自诊断功能,目前广泛应用于生物制药行业的梯度离心工艺。ｌ8ｍ超速离心机多数是20世纪90年代的产品,使用时间较长,设备故障率逐年递增,特别是其速度控制系统较为复杂,故障点较多,80%以上的离心机故障发生在速度控制系统。
ｌ8ｍ超速离心机的速度控制系统由速度检测电路、超速保护电路、速度控制电路以及电机驱动电路组成,系统将速度检测电路所获得的速度信号,通过放大和修饰电路转换成较为标准的方波信号,速度信号进入速度控制电路,根据微机主控板给出的加减速控制信号,进行加速、减速和保持速度的控制,速度控制信号输送到电机驱动电路,通过对电机驱动电路的控制,达到对驱动电机转速的控制,从而控制离心转子的速度,离心转子的速度又通过速度检测电路形成对速度控制系统的反馈信号。
1ｔａｃｈ报警故障
故障现象离心机停止运转,故障显示屏出现ｔａｃｈ闪烁,ｔａｃｈ报警是离心机的速度检测电路故障引起。
故障电路分析速度检测电路的主要作用是检测离心转子和离心转轴的速度,由于超速离心机的离心转子速度较高,为确保速度检测的可靠性,采用2对光电对管ｄｌ、ｔ1和ｄ2、ｔ2分别对安装在离心转轴和离心转子上的速度环进行检测（见图1）,获得离心转轴和离心转子的各自实际速度信号。为确定速度检测是否处于正常状态,电路中加入光电管检测电路,主要用于光电对管的状态监控,通过电阻ｒ1向光电管供12ｖ工作电压,当光电管的状态处于正常状态时,电阻ｒ1上的电压降为低电压,一旦光电管开路电阻ｒ1上电压降变为高电压,系统出现ｔａｃｈ报警。
故障排查和处理方法ｔａｃｈ报警故障检修时,首先应测量电阻ｒ1的两端电压,若电阻ｒ1的两端电压是高电压,首先检查光电对管的接插件是否可靠连接,可采用电子清洗剂对接插件两端进行清洗,再多次进行拔插,可靠连接后如果故障现象未消除,则离心机光电对管中的发光管ｄ1、ｄ2有损坏,由于更换后发光管ｄ1、ｄ2采用串联接法,任何一个发光管损坏,均会造成ｔａｃｈ报警故障,应逐一对发光管进行检查。
2ｓｐｅｅｄ报警故障
故障现象离心机停止运转,故障显示屏出现ｓｐｅｅｄ闪烁,ｓｐｅｅｄ报警是离心机的速度匹配电路输出异常引起的。
故障电路分析在正常的检测状态,感光管ｔ1和ｔ2获得的信号为电压波幅约±1ｖ的方波信号,频率约为转轴和转子速度的10倍,分别通过模拟信号放大器ａ1和ａ2将各自的信号放大65倍,获得电压波幅约为±6ｖ的方波信号,并通过与或门电路组成的施密特触发器,对信号进行修饰以获得标准的方波信号,其中离心转轴所获得速度信号（ｓ/ｏｔａｃｈ）作为速度实际信号（ｔａｃｈ）输送到速度控制和超速保护电路,以及输送到微机主控板进行速度显示和速度控制,离心转子所获得速度信号（ｄｉｓｋｔａｃｈ2）作为速度匹配比较信号输送到速度匹配电路。离心转轴和转子的速度匹配是通过频率比较器ｕ2来完成的,转轴的速度信号的频率始终应当比转子的速度匹配比较信号的频率低,一旦转轴的速度信号的频率高于转子的速度匹配比较信号,系统出现ｓｐｅｅｄ报警（见图1,2）。
故障排查和处理方法在确认速度检测电路完好的情况下,ｓｐｅｅｄ报警故障一般可判定为速度匹配故障,可检测频率比较器ｕ2的输出端电压来确认,通常是由于光电对管的接收管ｔ1、ｔ2接受的信号频率混乱引起,通常首先检查离心转轴上的速度环是否有污迹,如果离心转轴上的速度环较脏,可用棉球沾95%酒精进行清洗擦试;其次应该检查离心转轴上的测速光电对管的接受管是否损坏,测速光电对管的接受管性能下降,将会使其输出杂波信号,引起速度匹配检测电路输出异常,一般需要更换光电对管。
3ｏｖｅｒｓｐｅｅｄ报警故障
故障现象离心机停止运转,故障显示屏出现ｏｖｅｒｓｐｅｅｄ闪烁,超速报警故障是由于超速检测电路输出异常所引起的。
故障电路分析超速报警电路是由ｕｉ产生一个频率为155ｋｈｚ的标准信号,通过频率比较器ｕ3与离心转子的速度信号进行比较,如果离心转子的速度信号与超速比较信号的频率相等或更高,频率比较器将输出低电位信号,系统出超速报警。
故障排查及处理方法首先检查离心转子上的速度环是否磨损,如果发现速度环表面有较多划痕,就需要进行更换;其次需要判断速度信号（ｄｉｓｋｔａｃｈ2）的频率检测光电对管的接收管ｔ2是否正常,一般可采用更换新的离心转子光电对管的方式来判断。
速度控制系统故障检修的注意事项（1）无论是ｓｐｅｅｄ报警故障还是ｔａｃｈ报警故障,经常是由于测速光电对管损坏造成的,在每次更换完光电对管后,虽然故障现象消失,但故障处理仍未完成,应当对更换后的光电对管进行调校,轻轻转动离心转轴一周,通过调整速度检测电路中的可调电阻ｃｒ1,将光电对管在转轴转动一周中所产生的每一个脉冲电压值调整到09ｖ以上。
（2）ｌ8ｍ超速离心机速度控制系统故障处理中,如果更换了速度控制板,或者对速度控制板上的元器件进行了更换,在开机检查故障现象消除后,应当对整个速度检测电路进行简易校准,通过手动按钮将775ｋｈｚ的标准方波信号切入速度检测电路的输出端,此时速度显示屏上应当显示为7750ｒｐｍ,否则速度检测和显示电路还需要进一步检查。
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