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电容器引起的数控设备故障 Friday, August 08, 2008 12:00:56 AM 发布:sunlight 电容器是电子电路的主要元器件，在电路里有广泛的应用。比如在直流电源电路里作低频滤波； 在抗干扰电路作中高次谐波滤波；在振荡电路中作谐振元件等。但是电容器同时也是电路中发生故障最多的电气元器件之一。以下介绍几例由于电容器损坏引起的设备故障。 1高次谐波滤波电容引起的设备故障 例1：一台美国辛辛那提立式加工中心型号为15VC-1500，控制系统是 ACRAMATIC 850MC。系统接通电源进入自检，但其伺服控制板（SAM）总是不能通过检测。在线检测发现标称15V 电源的测量点上测量不到电压。用数字万用表测量15 V 电源的正负极，发现有短路现象。将该电路扳拆下， 顺15 V 正极印刷电路（PCB）用刀片划断（如图1），逐段检查，逐步缩小故障范围，最后发现是一个像绿豆大小的电容（容量很小 PF 级）损坏造成短路。焊下弃之，SAM 板即通过自检，机床恢复工作。 图1 顺15 V 正极印刷电路划断示意图 例2 ：一台意大利进口的数控折弯机，机器接通电源无任何显示，操作无反应。从故障现象看初步推断是数控系统没 有启动。而数控系统工作的首要条件是正常的电源供给。在断电状态下仔细检查电源电路、数控系统电路板（该系统母板上插有多块电路板）。检查发现一个纽扣大小的云母电容器圆 周边上有发黑现象，测量证实已短路。将其焊下，把系统电路板插好后通电机器即恢复正常。为保险起见找一个相同规格的电容器焊上。损坏的电 容容量较小，在该电路里主要作用是滤除高次谐波， 提高系统的稳定性。由于其被击穿，造成电源短路引起系统故障。 2电解电容引起的设备故障 一台西门子变频器，接通电源无显示，也不能正常工作。在通电状态下小心测量容量较大的电解电容 电压，当检测到一个470 μ/16 V 的电解电容时几乎测不到电压。从电气原理知道，这么大的电解电容在电路里一般作为存储电能供给系统工作。电路正常工作时电容器上的电压就是电路的某个工作电 压。该电容两端无电压，可以断定是至少故障表现之一。再检测类似于74系列集成电路的工作电源， 发现无5 V 直流电源。将5 V 直流电源整流输出部分与负载（电解电容前）断开，5 V 电源即恢复正常。现象说明负载有故障（包括电解电容）或是电源部分有故障（内阻大）。将该电解电容焊下测量， 容量偏离标称值很大。更换后变频器恢复正常工作。 此类故障在直流电源电路中非常典型，由于滤波电容容量变得很小，而负载又比较大，这时直流整流电源电压将很低，或测不到电压因此电路无法正常工作。类似的例子很多在此不一一列举。 3振荡电容引起的设备故障 一台德国进口数控滚齿机。数控系统是西门子3系统；伺服系统及电子齿轮控制器（控制工件轴与刀具轴的相对位置关系）是博世（ BOSH） 公司制造。其故障现象是：加工出来的齿轮误差大，一致性差，不能生产出合格产品。西门子数控系统有比较完善的故障诊断功能，而从屏幕显示看无相关报警出现。因此故障可能发生在伺服系统及电子齿轮控制部分。将电子齿轮控制板拆下，从表面上看不出什么问题；接着检查晶体管，然后又接上5 V 电源，检测一些逻辑门电路的功能，也没发现明显故障。但是当用示波器检测到一个电容器（WIMA 1 μ）上的波形时，发现其脉冲宽度时宽时窄。将其焊下，测量发现它的容量极不稳定。更换后机器即恢复正常。从其周围电路的器件看，该电容器组成一个脉冲发生器。由于其工作不稳定，导致其后面部分控制误差。 4结束语 概括起来电容器的故障一般有： a.容量改变、消失（或容量不稳定）； b.击穿短路； c.对于电解电容有膨胀（或爆炸）、漏液。 对 于一般低频电路用于抗干扰的小电容，容量改变或消失对电路的影响不是很大；而容量较大的电 解电容一般是作为存储电能用的，容量的改变将导致系统工作不稳定或系统无法正常工作；在振荡器 里电容器容量的稳定性要求较高，其容量的改变将直接导致振荡频率的变化，从而产生其他系统问题； 与电源并联的任何电容器，如 果短路，那么系统电源将无法建立，系统将无法工作。 郑宇（广西柳工机械股份有限公司， 545007 ）