Heraeus Biofuge Stratos型冷冻离心机内部糊味故障排除

Heraeus Biofuge Stratos型冷冻离心机    内部糊味故障排除

郭  剑，高艳艳

(军事医学科学院实验仪器厂，北京 100850)

在医学研究中，离心机是常用的实验设备，Heraeus Biofuge Stratos型冷冻离心机具有转头自动识别、电子不平衡检测、加减速性能极强等优点，是同类产品中通用性很强的台式离心机[1]。本人在维修该款离心机的实践中，逐渐摸索和总结了一些心得体会，现结合一起故障排除实例，与同行分享。

1 故障现象

用户描述：开机后，转动离心无异常。但开启制冷后，能闻到从机器内散发的糊味。

2 故障分析

从直观上判断是制冷系统故障，较大可能是压缩机、压缩机启动电容、散热风机等部件之一损坏。但根据近年来维修记录统计，该款离心机的制冷系统很完善不易出故障，所以故障排除思路是：将制冷系统的压缩机、散热风机与主控电路脱离，单独供给220V交流电压，看其能否正常工作。

经过单独给电试验，压缩机和散热风机皆能正常工作，可见制冷系统没有问题。将机箱内的主控电路板拆下后，仔细查看，未发现明显烧焦、发黑痕迹[2]。测量电机绕组和绝缘情况也没有发现异常。测量风机后面的一个75Ω的大功率电阻（制动电阻，实际是两个150Ω电阻并联），阻值与绝缘也正常。根据故障现象描述，怀疑是该制动电阻在本不该通电时连续通电，导致过热，从而引起糊味。

图1 制动电路原理示意图

如图1所示，该制动电阻的工作过程是：离心机待机状态和电机升速、离心阶段，该电阻都没有电流通过；当离心停止时，转头转速下降，电机处于减速制动状态，电机的反馈电压返回到直流网络，导致本该处于310V的直流电压P+升高，如果该电压值过高，就会导致

变频电路损坏。为了保护变频电路，离心机专门设计了包括制动电阻在内的制动电路。当直流电压P+升高到一定数值后，比较器输出信号驱动IGBT管BUP304导通，使过高的直流电压在制动电阻上得以释放[3]。

因此，怀疑该制动电路的比较器、IGBT管有可能损坏。

3 故障查找

用万用表在线测试主控电路板的易损元件：IGBT管、二极管、大功率电阻等元件，发现水泥电阻（4.7Ω/10W）损坏、IGBT管BUP304的C、E两脚间短路。如图1所示，由于BUP304的短路，导致离心机开机后，直流电压P+直接施加于制动电阻，该电阻持续发热。当制冷压缩机启动后，散热风机同时启动，将制动电阻持续发热产生的糊味吹了出来，所以用户反映，只有在制冷启动时才闻到有糊味。

4 故障排除

换上新的4.7Ω/10W电阻和IGBT管BUP304后，试机，制冷和转动都正常。为了判定制动电路能否正常工作，本人在直流网络的大电容两脚P+、N-间焊接出两根引线，连接电压表监视，同时在制动电阻的接线端子处并联了一个串着68K/2W电阻的发光二极管，如图1所示。开机，用钳形表测量整机待机电流为0.27A，直流网络的电压值为310V，设置转速12000r/min，启动，观察网络直流电压的变化，发现电压值在加速阶段略有下降，待转速上升到设置转速后，恢复至310V。此间，发光二极管始终没亮，说明制动IGBT管没有导通，制动电阻没有电流通过。按下“停止”键，离心机电机开始减速，这时观察直流网络电压由310V逐渐上升，至340V左右稳定不再上升，同时发光二级管发亮，说明制动电路工作了，待转速降至2000 r/min以下时，电压恢复了原值，此时发光二极管熄灭。由此可见制动电路全部正常工作。

试机中，本人发现与4.7Ω/10W电阻并联的继电器K3在开机的瞬间就吸合，而本人的维修笔记记录：该电阻是限流电阻，应该在离心腔盖子关闭后才吸合，开盖后应该释放，为了查清原因，又仔细测量继电器控制电路，发现控制线圈的贴片三极管BC817的C、E两脚间只有40多欧姆的电阻，换上新的三极管，恢复正常。如果这个故障没有被发现，虽然不影响使用，但开机时的冲击电流很容易击穿整流电路。整机连续试机，再无糊味散出，故障解决。

5 总结体会

5.1维修仪器时，要透过现象看本质，从根源上找原因，不要轻易被一些表象所误导。本例中，直观上容易判定是制冷系统故障，而问题根源却出在了主控电路上。

5.2维修仪器时，要理清楚电路板各部分的功能，以及如何与外围部件连接和工作，采用逐个排除的方法，来逐渐缩小故障排查范围。

5.3 检查电路板，要重点优先检查易损件和易损元件的关联件。

5.4要有意识的使用监测手段，来判断功能模块的正常与否。此例中，本人用发光二极管来监测制动电阻的工作过程，简单明了，非常实用。

5.5 养成记录维修档案和统计故障规律的习惯[4]。由于本人之前维修过此款离心机，并对其各部分的工作原理和部分电路图有所积累，所以此次维修进展的很顺利和便捷。

[参考文献]

[1] 赵晓光.台式离心机的关键技术及进展[J].现代科学仪器,1999(4):13-15.

[2] 谭长生,魏继日,张春霞.仪器设备故障排除的思路和方法[J].医疗设备信息,2003,18(11):59-61.

[3] 张燕宾.小孙学变频[M].北京：中国电力出版社，2010：105-119.

[4] 王科兵,等.医疗设备故障率高的原因分析与对策[J].医疗卫生装备,2012,33(2):111-112.