SIGMA离心机的基本结构原理及故障维修

4-16KS是德国SIGMA生产的可控低温离心机,广泛用于DNA或RNA提取制备、 PCR的扩增以及各种分离作业。其体积小,操作简 便,可以更换多种离心头,同时具备制冷控温功能, 在同类型设备中应用较为突出。

sigma3k15报错E98
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1   SIGMA离心机的基本原理

SIGMA4-16KS离心机使用直流变频电机, 通过转子直接带动离心头转动,最大转速可达13000 rpm,最大离心加速度16060 g。该机器具有转头自 动识别,  电子检测不平衡的功能,同时该机配备制冷 系统,采用氟利昂制冷,温度在- 10~40 ℃可控[2] 。 电子系统方面采用单片机控制,能够存储最近操作设 置,单片机自动根据测量得到的转速和温度,实时控 制电机和制冷设备的运转,  从而精确的控制转速和温 度[3] 。该机的速度检测系统是由一个光电传感器提取 信号传给CPU板(位于电机底部的一块小板,上面包 括一对光耦合)。原理为:发光二极管发光,通过电机 中轴的凹槽,照射到光电耦合接收二极管上。

正常情况下开机启动,机器将会进入自检状态自动通电检测各个模块,在伴 有2声滴滴声响后,表明通过自 检,机器可以正常使用。如果 机器自检发现问题,将会在前 面板显示自检的问题代号,例 如“E-12。

2 故障维修案例

2.1 故障案例一

(1)故障现象。离心机盖子 无法打开,按开盖按键无反应。

(2)故障分析与解决。出 现此种故障,应在彻底断电情 况下依次做如下检修:

①检查 前面板及前面板与主板连接情 况,发现前面板按键失灵。故障是由于设备多年使用,造成前面板按键微动开关 损坏, 由于该机前面板按键采用微动开关按键,替换 比较方便,使用到一定年限后应全部替换。前面板与 主板连接由于松动或者氧化等也容易造成这种情况,使用电子清洁剂清理接口即可消除该故障;

②检查控 制锁合盖子的电器,将继电器与主板断开连接,通15 V直流电,检查开合情况。检测发现继电器开合不正 常,时有时无。从而判定该继电器不能正常工作。该 故障是由于继电器长期使用时污垢进入机械部件,  造 成开合不正常。更换继电器,  故障消失。同时应测量 主板供给该继电器的供电稳定情况。

2.2  故障案例二

(1)故障现象。离心机启动后不能正常运转,报错 “br”。

(2)故障分析与解决。出现该报错,应停止使用机 器,依次做如下检修:  ①检查供电,检测机器交流电 供电情况,发现电压不稳,联系供电部门,  解决供电 稳定状况后,重启机器,问题解决[6] ;②检查电机, 断开马达与主板各项连接,检查马达线圈电阻,手动 转动离心头,  检查是否有异响。经过检测,  发现电机 线圈电阻正常,但手动转动离心头后发现阻力过大, 转子运动不够流畅,更换该电机轴承,故障消除, 一般情况下,由于该型机器主板上带有过流检测电 路,电机不易烧毁。但由于长期使用,马达轴承年久 损坏,  应拆开马达同时更换上下轴承,为安全使用起 见,长期重度使用的机器5年更换一次轴承[7] ;③检查 主板,主板上有6个场效应管IGBT,每2只一组控制变 频电机一路电流大小,主板通过控制场效应管的导通 从而控制每一相供给电机的电流大小,IGBT的门驱动 电路通过光耦合隔离,驱动电源,  检测发现其中一对 IGBT完全损坏,更换损坏的场效应管IGBT,故障消除,电机正常运转。为了保证参数一致性和后续使用 的稳定性,任何一个IGBT损坏后都应该将IGBT全部6 个更换。IGBT的具体型号为BUZ385。

2.3  故障案例三

(1)故障现象。开机后或运行中显示“Lid”或 “OPEn”。

(2)故障分析与解决。出现该错误报警的原因及 解决方法如下:

①查看机器温度、周围温度和马达温 度,发现机器温度超出平时正常值,造成该故障的原 因是机器长时间工作所产生大量热量不能及时散出, 解决办法是清理机器内部灰尘,将机器放置于通风 良好处,避免长时间高强度使用,如果轴承损坏或磨 损,应该立即更换轴承;

②查看主板15 V供电,发现 供电故障,造成无法检测盖子开关状态和进行继电器 运动,  造成该故障的原因是稳压二极管被击穿,主板 上15 V电流是经过降压电阻和一个15 V稳压二极管提 供的,更换15 V稳压二极管和降压电阻恢复供电,机 器正常运转,同时采取措施稳定供电[8-9]。

2.4  故障案例四

(1)故障现象。离心机出现报错“E-04”。

(2)故障分析与解决。该报警直接与测温电路有关,由于离心机内壁上的PT100温度传感器失效导致 报警。检查温度传感器线路连接处电压是否为15 V。 如果电压正常,则直接更换温度传感器PT100,即可 解决该问题;  若电压不正常,  同故障案例三一样检测 15 V供电电路是否正常。

3   小结

SIGMA4-16KS离心机的维修重点应关注设备常用模 块,如制冷系统、变频电机及其控制系统,  以及开关 电源和稳压电源供电系统。实际维修中把握各个子系 统的工作特点和相互关系,利于解决各种问题。

离心机众多故障是因使用不当造成,如离心机所 处环境差,不通风,造成机器过热[13] 。因而在平时工 作中应当勤于维护,  勤于检查离心机环境工作状态, 对使用者进行相关培训,方能使设备处于良好的工作状态。

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