仪器信息网APP

选仪器、听讲座、看资讯

立即体验

当前位置：仪器社区 >色谱 > 液相色谱（LC） > 帖子详情

粗心大意酿恶果，Waters 510泵烧电路板故障检修

sc360xp

2015/08/05

私聊

液相色谱（LC）

Waters 510输液泵是Waters公司早期非常经典的泵，经久耐用，有不少的单位还在继续使用中。
一台送来检修的510泵，1A总保险已烧断。为了看看情况，手里没有1A的保险管，用了一根看起来粗细差不多的铜丝接上试机，开机后，电机发出“嘎嘎嘎”响声，约3秒钟仪器内部冒出青烟，有电器元件烧焦味道，紧急关电源停机。
一、故障原因初步分析
根据开机后电机“嘎嘎嘎”响、烧总保险管、机内有烧焦味道的现象，说明故障可能与电源、电机、电机驱动电路、泵机械系统阻力大（最严重情况是卡死）有关，这些地方发生故障都有可能造成电流过大。
二、拆机检查相关部件
这是510泵，拆下电气控制箱面板上四颗螺栓：

松开泵箱盖板前固定螺丝：

松开泵箱盖板后固定螺丝：

打开泵箱：

高压泵是由步进电机驱动，松开电气控制箱接地线：

采用四相步进电机，电气参数为直流1.7V、4.7A：

取出电气控制箱：

看见电路板上有烧焦的地方：

近看电路板烧焦的地方，一段铜箔已烧断，另一段铜箔表面绝缘漆烧焦：

拨开5只塑料卡扣，从机箱上取下主电路板：

电路板元件功能区分布：

这是步进电机电源的两只整流双二极管CR18、CR19（型号都是R716E），一只整流电路电流保护三极管Q11（型号2N5881），都安装在散热器上：

散热器的侧面还安装有6只发热较大的管子：

这是步进电机的四只达林顿驱动管（型号TIP122），F1是电机直流电源保险管（8A，好的）：

三、综合分析，确定故障根源
根据电路板烧毁处附近的电子元件分析，烧毁处是给步进电机供电的直流电源线路。按照实物，绘制出步进电机电源部分电路图如下：

从电路图看，泵电机电源电路由一组21V次级绕组，两只双整流二极管（CR18、CR19），滤波电容C21、C22构成桥式整流电路；由集成电路LM324N（图上编号U1）、R49（电流取样电阻）、R8、Q1、VR1、R48、Q11等元件构成电流保护电路。
结合电路图分析故障：仪器总电源保险管（1A）烧断，但主板上的电机直流电源电路保险管F1（8A）没有烧断，电机及机械转动系统没有明显的阻塞，步进电机驱动脉冲发生电路没有故障，而主板上被烧断的铜箔处于电机电源整流回路（电路图中红线）。故障发生在保险管F1之前的电路中，只能说明是整流管回路故障引起的。从散热器上安装的步进电机四只达林顿驱动管（型号TIP122）管脚有动焊的痕迹看，以前维修过，没问题就焊回去了，但整流管回路的双整流二极管（CR18、CR19）没有动焊痕迹，可见以前维修时，没有检查到这个问题。

步进电机四只驱动管管脚，有以前动过焊的痕迹，用万用表检查这四只驱动管，没问题：

用电热吸锡器对整流回路的CR19、CR18、Q11、Q1等元件脱焊：

取下的元件，从左到右CR19、CR18、Q11、Q1：

用万用表检查取下的元件，CR19的一个PN结已经短路损坏，其余元件正常：

用万用表对电路中稳压二极管VR1进行检查，发现VR1（起电压钳位作用）内部短路损坏，使整流电路的电流保护失去功能。

部分通电情况下，检查集成电路U1（LM348N，电流保护功能）：将电路板接通电源变压器次级插头，其余电路板上的插头不接，通电，对U1进行检查，无问题。
故障主要原因分析：泵电机电源电路中的个别整流二极管质量不好，热负荷性能差，加上仪器在运行中，可能电机负荷（电流）有时较大，而电路的电流保护功能失效，加重了整流二极管负担，致使损坏。二极管热击穿损坏，直接使整流硅桥短路。试机时，临时用细铜丝代替保险丝，其熔断电流高于原保险管规格，不能及时切断电源，造成线路板铜箔烧毁。
四、修复电路板、更换损坏的电子元件

修复损坏的电路板铜箔，补焊线路：

损坏的稳压二极管VR1，型号1N5256B，30V/4.2mA/500mW；损坏的整流元件CR19，型号R716E，15A/600V，是双二极管整流器件，构成桥式整流，这种封装的整流二极管市面上没有卖的，用一只电磁炉电源中使用的整流硅桥替代CR18、CR19。
在电子市场买的电磁炉硅桥（25A/800V，3元1只）和30V/500mW稳压二极管（1元1只）：

取下CR18、CR19，换上新整流硅桥后的图片（还未旋上两侧固定螺帽）：

换上的新稳压二极管VR1：

给机器做一下清洁，装还原，开机正常，泵的速度也可调：

维修后语：当仪器出现烧保险管故障，一般属于比较严重的故障，不要自行更换大规格保险管，避免故障扩大，应送专业机构或人士维修。本次检修观察故障时，用看起来粗细差不多的铜丝代替保险丝接入，造成电路板铜箔被烧断，犯了粗心大意错误。另一方面，坏事变好事，又使故障根源暴露出来，缩短了检查时间，万幸没造成更严重损失，今后切记，对高档仪器故障维修大意不得。

分
该帖子已被版主-又又1990加30积分，加2经验;加分理由:第八届原创大赛积分奖励

相关话题

+关注

私聊

m3022508

第1楼2015/08/05

不错啊！赞一个！！！

+关注

私聊

gh123

第2楼2015/08/05

电路分析的不错，值得学习啊

+关注

私聊

老多_小多

第3楼2015/08/05

神人，修这个仪器，现在它在哪服役呢？
我们原来有，都处理掉了

+关注

私聊

一片枫叶

第4楼2015/08/05

应助达人

我也有一台waters 510 泵都成这样了，是否还有坼的必要呢？有时只想扯开看看

+关注

私聊

xiangfei06

第5楼2015/08/05

牛人啊。。。。

+关注

私聊

snooker

第6楼2015/08/05

应助达人

惊现牛魔王！！！！！！！！！！！！！！！！！

+关注

私聊

sc360xp

第7楼2015/08/05

以前药厂的化验室作出口产品检验，后来给车间作中间体检验用，很耐用。两台510泵很容易连接作梯度。
老多_小多(emoc98311) 发表:神人，修这个仪器，现在它在哪服役呢？
我们原来有，都处理掉了

+关注

私聊

sc360xp

第8楼2015/08/05

从外观看，已经缺件，不知道内部是否完整。如果缺件多，没必要修复。拆开看看，了解知识很有益。不要拆坏了，做备件用或处理给需要的人。
一片枫叶(v2960432) 发表:我也有一台waters 510 泵都成这样了，是否还有坼的必要呢？有时只想扯开看看

+关注

私聊

夕阳

第9楼2015/08/06

应助达人

此文维修过程介绍的的详细，逻辑性强，是一篇不错的维修经验。但是我有两点不同的意见：
（1）当遇到仪器频频烧损保险丝的故障时，千万不能用铜丝替代，尽管线径一致但铜丝没有保险作用，如果强行使用铜丝，会进一步加大电路板的损坏程度。
（2）楼主更换了2N5881晶体管的替代品后，散热是如何实施的？从照片来看，似乎没有加任何散热装置，如此今后难保该器件不会再坏。