DY系列超声波清洗机维修指南
本维修指南涉及的机型包括 DY-500,DY-600,DY-1000,DY-1200,DY-1500,DY-2000,2500。
特别注意!
由于本机为开关电源产品,为“热底盘”设计,整机正常工作时超声波电 源(或简称电源,发生源)和换能器(振子)内部可能带有较高电压,请维修人员 特别注意人身安全。
本维修指南中提到的数据系采用型数字万用表VC102, ST-18型示波器测试得到,可能由于测试仪器的不同,测试结果有所差别,请注意。
本维修指南内所用的示波器无论外壳,电源插头都不得接地。
超声波电源带有两组不同的电流熔断器,其中主熔断器放置在超声波电源内部,
为RT-14型熔断器座,根据超声波电源型号放置不同的熔断器。辅助熔断器为◎ 20 × 5小型熔丝座,配置玻璃熔丝管,主熔断器主要给散热风机,高压桥堆,滤波 电容及模块供电,辅助熔断器0.5A给控制部分,推动电路等其他电路供电。一般我们查找IGBT问题时都可以把主熔断器断开,这样测试各关键点的信号和波形时较为
安全。
超声波清洗机主要由超声波发生源和超声波换能装置(换能器)组成,超声波换能器是由锆钛酸铅压电陶瓷材料制造的夹芯式换能器,压电陶瓷材料具有在 电场作用下发生尺寸变化的现象,在交变电场的作用下换能器会产生机械振动。
超声波换能器常见问题:
■ 超声波振子受潮,可以用兆欧表检查与换能器相连接的插头,其中2脚为超声波 换能器的正极, 3脚是换能器的负极而且与
换能器的外壳相连。检查,2 3 脚间的绝缘 电阻值就可以判断基本情况,一般要求绝缘 电阻大于30兆欧以上。如果达不到这个绝缘 电阻值,一般是换能器受潮,可以把换能器整体(不包括喷塑外壳)放进烘箱设定100 ℃左右烘干3小时或者使用电吹风去潮至阻 值正常为止。(对于密封式换能器,需要先 用手持砂轮机将不锈钢外壳剖开)
■ 换能器振子打火,陶瓷材料碎裂,可以用肉眼和兆欧表结合检查,一般作为应急处理的措施,可以把个别损坏的振子断开,不会影响到别的振子正常使用。
■ 振子脱胶,我们的换能器是采用胶结,螺钉紧固双重保证工艺,在一般情况下不会出现这种情况,由于螺钉的作用,振子脱胶后不会从振动面上落下,一般的 判断方法是用手轻摇振子的尾部,仔细观察振动面的胶水情况做出判断。一般振子出现脱胶以后超声波电源输出的功率正常,但是由于振子与振动面连接不好,振动 面的振动效果不好,长时间后可能会烧坏振子。振子脱胶的处理方法是比较麻烦的, 一般情况只能送回生产厂家解决。避免振子脱胶最有效的方法是平时使用中注意不 撞击振动面。
■ 振动面穿孔,一般换能器满负荷使用年以后可能会出现振动面穿孔的情况,这是 由于振动面的不锈钢板长时间高频振动疲劳所至,振动面穿孔说明换能器的 使用寿命已经到了,一般只 能更换。
超声波电源组成框图, 如图所示:
面板操控显示部分包 括发生源面板上的电源开 关,功率调节电位器,功率 输出指示(包括双色发光条
和蜂鸣器)等组成,完成清 洗机的电源开关,功率调 节,输出功率状态显示,故 障报警等功能。
单片机PIC16C74是整机的 核心,通过内部程序完成: 超声波工作频率自动跟踪调 节,输出恒功率PWM调节,功
率调节,面板驱动指示,功率器件超温自动保护,配合取样电路完成过流保护等功 能。
发生器工作频率 由单片机外接的8位 DIP开关设定,每种不 同频率的机器可以简 单的通过改变匹配回 路就可以生产出不同 的产品,机器的恒功率 电路通过PIC16C74带 有的三个A/D口将电源 电压和电流转换,将电 压电流值进行相乘,与 面板上的功率调节电 位器设定的功率值进 行比较,用比较结果控制输出,从而达到恒定功率输出的目的。
面板上的功率显示条由单片机直接控制,红色显示表示设定的功率大小,绿色 显示实际功率大小,与红色叠加变为黄色。
电路中的过电流保护有两种,一种是EXB841本身带有,电流取样回路里 LM311 也起过电流保护作用,但是主要是保证模块损坏后不殃及别的元件,过电流和IGBT 的保护主要是靠EXB841内部带的过流保护电路。
IGBT 模块采用了日本富士电机的IGBT专用推动厚膜电路EXB841推动,它的功能 较为完善,详细信息可以参考附件“ ”。
换能器与超声波电源的匹配方式基本上是采用这种方式:输出变压器,匹配电 感与换能器构成串联谐振回路,一般调节输出变压器的抽头可以改变输出电流的大
小,调整匹配电感的大小可以调整匹配情况(详见下文讨论)
匹配部分电器原理图
控制部分电器原理图
超声波电源常见问题:
■ 开机面板显示条无显示
请按以下步骤:
[1]整机电源
[2]机器后部05A保险管
[3]ECPU板上PIC16C74第一脚上的+5V电压
[4]更换PIC16C74 13 14 脚间20MHZ晶振,或者检查晶振的起振电容。
■ 开机面板显示条亮,但风机不运转,无功率输出
请按以下步骤:
[1]断电查看风机是否能自由转动
[2]打开机盖,查看机内主熔断器是否熔断,查桥堆是否损坏仔细检查电源滤波 电容是否损坏。
■ 春秋季节在一些单位机器开机后报警,但后来开机又能正常工作
一般多发生在空气湿度比较大的天气,主要原因是推动模块EXB841对湿度比较 敏感,在潮湿环境中易误报警。解决方法是将机器放置在干燥的环境中,或者一定 时候用电吹风驱潮。确定这种故障的要点是要确定超声波电源在不带负载,面板上 的功率电位器在最小位置的情况下一开机就存在报警情况。
2001年1月后出厂的超声波电源内部exb841全部经过防潮处理,此种情况较为少 见。
■ 设备出现无规律的报警故障
设备正常运转中出现报警故障,一般有以下几种可能:
1. 与IGBT模块相连接的推动信号相关连线有松脱,虚焊等现象。可以打开机器 上盖,断开主熔断器,接上电源,将功率调节旋钮调节至最大,小心轻拉模块推动 端相关联线找出故障点。重新测试推动信号(详见下文讨论)后开机。
2. 外界的电磁阀,接触器,可控硅等因素干扰,因为EXB841的保护机制就是监 测IGBT模块的管压降,所以对电源中的尖峰干扰较为敏感,处理此类故障主要是要 在干扰源上加阻容吸收回路。
3. 长时间连续开机后( 4小时以上)出现报警故障,出现一次故障复位重新开 机后再次出现故障现象而且间隔时间很短,这一般是电源的散热不好或清洗液的温 度过高(超过60℃),一般停机散热即可解决问题。
■ 功率显示不能满格,只有一半或更少
如果功率显示只少一两格属于正常情况,可能是由于电源电压偏低或是负载状 态有较大的变化,如果功率显示条少三格以上,一般是换能器与发生器失配,如果 该发生器拖带几组换能器,请检查换能器的连接线是否有问题,以及换能器是否损 坏,如果排除这两种可能,需要对机器的匹配状态进行调节(参见调试指南)。
■IGBT模块损坏的判定
IGBT模块的损坏情况并不多见,一般来说,如果IGBT模块损坏,它的周边器件 都会有不同程度的损坏,如接在E2上的电流取样电阻,在ETD板 上的18V稳压管等,特别是稳压管,基本可以说那一组稳压管损 坏,对应模块就有很大可能损坏。对IGBT模块的较有效的判定方 法如下:
将IGBT模块的所有外围接线断开,用电容表(万用表的电容 档)测试,G E 之间的电容量(参考下图), 将每一组的结果 比较,数值相差悬殊的一组就是损坏了。
■推动信号的测试:
整机的调试分两步进行,首先,对于故障机,请确定故障已排除,同时,调 试的第一部分也可以确定
一些故障,所以我们把第一 部分的调试方法详细叙述 如下:
请确定断开机器 的主熔断器,保证机器 的辅助电源保险丝完好,机 内的所有连线完整,打开电 源,面板上的功率显示条应 该发亮,机器没有异常的报 警声,调节功率调节电位器,红色的显示条应该能够随着功率设定值的大小而变化, 关机小心的移开套在IGBT模块G,E ,极上的绝缘材料套管,用万用表或示波器测试 如图:
用万用表测试:
步骤:
开机将功率调节电位器调到最小功率位置,万用表档位(DC20V)正极测试, G极,负极 测试E极,万用表测得数值为-2V,左右分别测试,每一组确定数值大致相同.
将功率电位器调节到最大位置,再用万用表重复以上过程量得的数值应为3.9V, 左右两组相差 不大;
用示波器测试:
示波器设置触发方式内触发(x轴10US/DIV,y轴1V/DIV) ;如上图接线注意测试 线不要短路模块正常连线, 功率电位器调节到最小位置,开机调节示波器电平得到 下面的波形:
图中值Vpp约为40V,。如果上下有一边没有 波形表示电源的推动电路或者IGBT 模块,或者 辅助18V 电源有问题,对应检查。
缓慢调节功率调节旋钮,可以看到波形逐步 展宽。
以上步骤设备不能出现报警声音,如果出现报警声音,说明设备有问题,需要 排除故障后再进行下一步骤。
如果以上步骤正常,可以基本肯 定推动电路正常工作。关闭电源开 关,取下示波器探头。复原设备上绝 缘套管。
第二阶段调试
重新插上RT14 型熔断器。
示波器探头按照右图连接(夹在 白色取样电阻两端)。
(注意示波器外壳及电源插脚 必须与大地绝缘!)
示波器设置:
触发方式:内触发
输入:DC
X 轴:10us/div
y 轴:0.01V/div
探头衰减:10 倍
连接好配套换能器,将功率调节旋钮调到最 小位置,打开电源开关。缓慢调大输出功率。
示波器上可以看到下图类似波形。
请参考“调试指南”相关内容调整。
作为维修此类开关电源设备,采用示波器维修可以大大提高工作效率。
推动板实际应用电路
EXB841管脚图
EXB系列驱动器的各引脚功能如下:
1脚:连接用于反向偏置电源的滤波电容器;
2脚:电源( +20V );
3脚:驱动输出;
4脚:用于连接外部电容器,以防止过流保护电路误动作(大多数场合不需要该
电容器);
5脚:过流保护输出;
6脚:集电极电压监视;
脚7 、8:不接;
9脚:电源地;
脚10 11、:不接;
脚14、15:驱动信号输入(-,+);
最后总结一下设备检查流程
l 开机功率显示条无显示↓
→散热风机转→检查0.5A熔丝管→+5v电源→晶振→30P起振电容
→散热风机不转→外接电源
l 开机有显示,但无法调大功率(无输出)↓
散热风机是否转,是↓,否→→检查主熔断器→整流桥堆
↓
是否有蜂鸣器报警声是↓,否→→检查换能器电阻,正常↓,偏低→维修换能器
↓ ↓→检查85℃热保护继电
器
→打开机盖,断开主熔断器,按照调试指南要求测试IGBT
模块推动信号不正常↓,正常→→检查IGBT上白色取样电阻→匹配电感是否正常
↓→检查IGBT模块G,E间电阻↓
↓正常↓,不正常→↓
↓检查各组18V电压? ↓
检查电路板间连线↓
根据情况更换IGBT模块,
推动板
注意:功率调节调至最小位置时的开机即报警(不是缓慢调大输出功率后报警)一
般是推动器件EXB841受潮,用电吹风去潮即可解决。
l 输出功率小(功率指示条在设定满功率时红声指示3格以上)↓
按照调试指南调节匹配电感量,如果调整电感值无效注意电感是否烧坏。
l 换能器打火,脱胶,短路
对于敞开式换能器,个别出现此类情况可把连接线断开,重新调整匹配电感即可,
如果故障严重,必须回厂维修。