Heraeus Biofuge Stratos型冷凍離心機    內部糊味故障排除

郭  劍，高艷艷

(軍事醫學科學院實驗儀器廠，北京 100850)

在醫學研究中，離心機是常用的實驗設備，Heraeus Biofuge Stratos型冷凍離心機具有轉頭自動識別、電子不平衡檢測、加減速性能極強等優點，是同類產品中通用性很強的臺式離心機[1]。本人在維修該款離心機的實踐中，逐漸摸索和總結了一些心得體會，現結合一起故障排除實例，與同行分享。

1 故障現象

用戶描述：開機后，轉動離心無異常。但開啟制冷后，能聞到從機器內散發的糊味。

2 故障分析

從直觀上判斷是制冷系統故障，較大可能是壓縮機、壓縮機啟動電容、散熱風機等部件之一損壞。但根據近年來維修記錄統計，該款離心機的制冷系統很完善不易出故障，所以故障排除思路是：將制冷系統的壓縮機、散熱風機與主控電路脫離，單獨供給220V交流電壓，看其能否正常工作。

經過單獨給電試驗，壓縮機和散熱風機皆能正常工作，可見制冷系統沒有問題。將機箱內的主控電路板拆下后，仔細查看，未發現明顯燒焦、發黑痕跡[2]。測量電機繞組和絕緣情況也沒有發現異常。測量風機后面的一個75Ω的大功率電阻（制動電阻，實際是兩個150Ω電阻并聯），阻值與絕緣也正常。根據故障現象描述，懷疑是該制動電阻在本不該通電時連續通電，導致過熱，從而引起糊味。

圖1 制動電路原理示意圖

如圖1所示，該制動電阻的工作過程是：離心機待機狀態和電機升速、離心階段，該電阻都沒有電流通過；當離心停止時，轉頭轉速下降，電機處于減速制動狀態，電機的反饋電壓返回到直流網絡，導致本該處于310V的直流電壓P+升高，如果該電壓值過高，就會導致

變頻電路損壞。為了保護變頻電路，離心機專門設計了包括制動電阻在內的制動電路。當直流電壓P+升高到一定數值后，比較器輸出信號驅動IGBT管BUP304導通，使過高的直流電壓在制動電阻上得以釋放[3]。

因此，懷疑該制動電路的比較器、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，發現水泥電阻（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，導致離心機開機后，直流電壓P+直接施加于制動電阻，該電阻持續發熱。當制冷壓縮機啟動后，散熱風機同時啟動，將制動電阻持續發熱產生的糊味吹了出來，所以用戶反映，只有在制冷啟動時才聞到有糊味。

4 故障排除

換上新的4.7Ω/10W電阻和IGBT管BUP304后，試機，制冷和轉動都正常。為了判定制動電路能否正常工作，本人在直流網絡的大電容兩腳P+、N-間焊接出兩根引線，連接電壓表監視，同時在制動電阻的接線端子處并聯了一個串著68K/2W電阻的發光二極管，如圖1所示。開機，用鉗形表測量整機待機電流為0.27A，直流網絡的電壓值為310V，設置轉速12000r/min，啟動，觀察網絡直流電壓的變化，發現電壓值在加速階段略有下降，待轉速上升到設置轉速后，恢復至310V。此間，發光二極管始終沒亮，說明制動IGBT管沒有導通，制動電阻沒有電流通過。按下“停止”鍵，離心機電機開始減速，這時觀察直流網絡電壓由310V逐漸上升，至340V左右穩定不再上升，同時發光二級管發亮，說明制動電路工作了，待轉速降至2000 r/min以下時，電壓恢復了原值，此時發光二極管熄滅。由此可見制動電路全部正常工作。

試機中，本人發現與4.7Ω/10W電阻并聯的繼電器K3在開機的瞬間就吸合，而本人的維修筆記記錄：該電阻是限流電阻，應該在離心腔蓋子關閉后才吸合，開蓋后應該釋放，為了查清原因，又仔細測量繼電器控制電路，發現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，恢復正常。如果這個故障沒有被發現，雖然不影響使用，但開機時的沖擊電流很容易擊穿整流電路。整機連續試機，再無糊味散出，故障解決。

5 總結體會

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

5.2維修儀器時，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，要重點優先檢查易損件和易損元件的關聯件。

5.4要有意識的使用監測手段，來判斷功能模塊的正常與否。此例中，本人用發光二極管來監測制動電阻的工作過程，簡單明了，非常實用。

5.5 養成記錄維修檔案和統計故障規律的習慣[4]。由于本人之前維修過此款離心機，并對其各部分的工作原理和部分電路圖有所積累，所以此次維修進展的很順利和便捷。

[參考文獻]

[1] 趙曉光.臺式離心機的關鍵技術及進展[J].現代科學儀器,1999(4):13-15.

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

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

[4] 王科兵,等.醫療設備故障率高的原因分析與對策[J].醫療衛生裝備,2012,33(2):111-112.