主题：【第七届原创】液相自动进样器电机故障的检修

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夕阳

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发表于：2014/10/16 15:22:34 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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液相自动进样器的结构主要是由各种驱动电机组成的，分别是：①进样阀电机；②注射阀电机；③注射器电机；④Z轴电机；⑤Y轴电机；⑥X轴电机。当自动进样器进行初始化（也称之为自检）时，实际上就是对各个驱动电机的原点位置的检测过程。
以日立L-2200自动进样器为例，在该设备里共有6个驱动电机，而自检顺序就是按照上述的排列来进行的。如果自检到某一个电机时发生了动作不正常，仪器的蜂鸣器则会发出报警的声音。L-2200外观图如下所示：

L-2200中的6个电机，尽管规格不同，但是其工作原理和电路的连接却是相同的，均为四相脉冲步进电机。见图-1所示：

图-1 电机连线图

当仪器自检出现报警现象时，最有可能出现的故障是：①电机本身；②电机驱动芯片；假设电机内部四个线圈绕组其中一组断线时，用万用表是可以直接测出的，但是如果线圈绕组发生局部短路或电机转子与定子间隙发生摩擦时，就难以判断了。由于电机驱动芯片容易检查，所以首先检查电机芯片不失为一种简便的手段。如果驱动芯片有问题直接更换芯片即可；如果不是芯片问题，那一般就是电机本身的问题了。我近日检修的这两台L-2200全是驱动芯片的问题。于是，我就将如何检修电机驱动芯片的方法介绍给大家。L-2200上使用的电机驱动芯片，实际上就是一片四达林顿管排，它的型号在维修手册上给出的是4AK21（日立产品），但实际上我维修的这两块电路板上使用的是μPA1556AH（日本NEC产品）。二者是可以互换的，这种芯片的外观图和内部结构图见图-2，图-3所示：

图-2 μPA1556AH芯片外观图

图-3 μPA1556AH芯片内部结构和管脚连接图

从上图可以看出，该芯片含有8个NMOS场效应晶体管，而每两个场效应管又组合成为一个达林顿管，故称为四达林顿管；这种由NMOS达林顿管组成的直流电机驱动电路的特点是：输入阻抗高，产生极间漏电流很小，故导通速度快；驱动芯片与电机的驱动电路及驱动逻辑关系见图-4图-5所示：

图-4 μPA1556AH芯片电机控制驱动电路

图-5 μPA1556AH芯片电机控制驱动逻辑关系图（输入端信号）

驱动芯片的②④⑥⑧脚为输入控制端，其正脉冲控制信号由中央芯片供给。而③⑤⑦⑨脚为输出端（负脉冲控制），分别连接到电机的四个绕组的A，B，C，D四个接点，并依次循环地控制电机绕组的导通，于是电机便可旋转起来。

世上一些事物均是一分为二的，虽然这种芯片的输入阻抗高，但也极易引起：栅极（G）与源极（S）、漏极（D）或源极（S）与漏极（D）之间的击穿或漏电，故而造成电机的动作异常。

检查方法简单易行，也就是让驱动电路板在不带电的状态下，使用万用电表的电阻档来进行检查的一种方法。

具体做法是：取下AS-IO电机控制电路板（不取下也可），将怀疑有问题的电机连接插头从插座上拔下，或者全部拔下，仅剩空的插座；6个电机插座的编号分别为ZJ11（X轴），ZJ12（Y轴），ZJ14（Z轴），ZJ15（注射器），ZJ16（进样阀），ZJ19（注射阀）；将万用表的黑色表笔与电路板的接地端相接，作为公共端；而用红色表笔依次测试有关电机插座的④⑤⑥⑦插针的电阻，见图-6所示：

图-6 在电机驱动电路板上检测μPA1556AH芯片有关测试点

当测量④⑤⑥⑦针脚的电阻时，如果电阻无穷大，则说明μPA1556AH芯片没有问题，而问题可能在电机本身。如果测到某一个针脚的电阻仅有几十千欧姆，则说明这片驱动芯片被击穿了。见图-7，图-8所示：

图-7 μPA1556AH芯片正常阻值

图-8 μPA1556AH芯片异常阻值

将有问题的芯片取下后，还可以进一步检查和判断，以求正解，如图-9所示：

图-9 将取下的问题芯片做进一步的检查和判断

问题芯片最终确认后，便可更换上一片新的芯片。这种芯片在国内市场上的价格约为20元左右，较订购新电路板省钱且节省了时间。

后记：

（1）种检查方法较为简单且易掌握，但是有局限性；本文中维修的两台进样器电机的故障全是μPA1556AH芯片被击穿所致，如此看来，这种检查方法还是有一定代表性的。

（2）至于这种驱动芯片为何这样容易被击穿，根据我的推断，可能还是由于电机本身的问题所致；其中一台L-2200的芯片被击穿，就是伴有电机因受阻不转的故障；因此当电机不转或转动阻尼大时，电机绕组则会产生很大的瞬时涡流，如是，芯片里面的场效应管可能因为这个过大的电流而发热直至被击穿。

（3）尽管各个厂家的进样器结构略有不同，但是驱动电机的原理是相通的，也可以在维修时用此帖作为参考。