ABB電磁流量計電源板故障解析

0 前言

    ABB公司生產的電磁流量計，分為控制型和計量型，其型號分別為：COPA-XE和COPA-XEM。我公司引進德國原裝過濾設備配用了ABB公司的控制型電磁流量計，型號為COPA-XEDE43F，共計8臺，在生產使用過程中該流量計的電源板經常出現故障。對已損壞的電源板電路分析測試后可以進行修復，效果比較理想。投入生產中后節省了開支，減少了對生產的影響。

    1 對電源板的分析

    ①該電源為開關電源：交流市電220V供來以后經兩級電容和一級電抗器濾波后，進行全橋整流，得到250V直流電，該電壓經過變壓器一次線圈后進入開關管，從而形成了典型的開關電源電路。其變壓器二次側的五組副線圈分別輸出不同的電壓等級。如圖1所示。

    ②PWM脈寬調制電路：由兩塊HP3000或A3000集成電路為核心構成了脈寬調制電路，通過改變脈沖的占空比來實現電壓的調整，從而為勵磁線圈提供所需的電壓。采用脈寬調制電路克服了因溫度、阻值等因素變化造成的勵磁不準，從而提高了傳感器的精度。

    ③電壓等級：該電源板提供了±5VDC和+19V直流電壓。±5VDC供給主機板，使主機實行運算、監視和輸出功能。19VDC電壓供給勵磁線圈以產生磁場，使管道內流體產生感應電勢。

    ④勵磁頻率：傳感器上所加的勵磁電壓為脈沖形式，其頻率為6.125赫茲。

    ⑤電源板基板類型：該電源板的基板為環氧酚醛板，透明度較高，對著光源可以看透基板。基板上敷銅層有三層，即正面層、反面層和中間層。因為基板中間敷有銅箔線路，所以在查找線路時應認真并且要有較好的光源。

    2 電源板出故障時的現象

    該種電磁流量計結構緊湊，體積較小，主機板穩定，在使用過程中出現的問題均是電源板故障。當電源板出現問題時，表現出的現象分為兩種。

    ①顯示屏無顯示：即供給流量計的交流電220V電源正常，但是顯示器為黑屏，不顯示任何符號，也無背光。

    ②有顯示，但出現錯誤代碼EEor2。出現該故障時各種符號及背光均正常顯示，也可以進行各種設置和修改，只是有介質流動時瞬時流量值顯示為零，累積流量值不增加也不減少。故障范圍不擴大。

    3 解決的方法

    ①無顯示故障的解決

    此故障現象明顯，也是典型的電源故障。根據前面分析可知顯示黑屏是變壓器無二次電壓輸出，主機得不到電而無顯示。拆下電源板可以分別檢查整流電路、變壓器初級線圈和開關三極管，實際中遇到的都為變壓器初級線圈斷線。更換同型號變壓器后即可正常工作。造成初級線圈斷線的原因有二種。l反電勢作用：在開關管快速通斷作用下初級線圈內會產生很高的反電勢，這種有害的反電勢電壓值較高，作用在初級線圈上可以損害線圈絕緣，造成匝間短路。要解決該問題可以在初級線圈的兩端加裝阻容吸收電路，以吸收反電勢，減小對線圈損傷。阻容應相互串聯，阻值建議選12K，容量建議選10PF，如圖2示；m選擇的變壓器不合理。電源板上所選用的變壓器體積小，初級線圈線徑細，匝數多，結構為澆注全封閉式。這樣變壓器在運行時產生的熱量無法散去，形成高的溫升，損壞線圈。再則因線圈、骨架和澆注材料的不同，在溫度變化時產生的熱膨脹不同，因而形成內部應力而損壞線圈。解決此問題，建議廠商重新選擇理想的變壓器。

    ②有顯示但出代碼的故障解決方法

    出現此故障時可以查找代碼表，代號為2的故障在翻譯來的資料注釋為“正負編號太小”。該故障的實質是勵磁回路沒有形成電流，監視電路就會發送給主機一個異常信號，主機就從自診斷程序中判斷出相對應的代碼EEor2顯示于屏幕上。從硬件的分析中可知（1）電源板與勵磁線圈之間的連接插頭沒有插好或者斷路可以產生此故障，用萬用表檢查后處理即可。（2）脈寬調制電路沒有產生勵磁電壓或產生了不合要求的脈沖。造成此原因是HP3000（或A3000）集成電路已損壞。根據此現象用對照法檢查兩塊集成電路。可以發現腳電阻有差別；更換兩集成電路后，流量計顯示回復正常，EEor2消失。當有介質流動時，瞬時流量值顯示于屏幕，累計值開始記錄。

    ABB電磁流量計COPA-XE型和MAG-XE型分別為一體式和分體式。這兩系列產品的轉換器是一致的，電源板也可以互換使用。所以本文所述內容也適合于這兩個系列產品。