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1、HPR 高性能等离子,系统 故障排除,10 个关键部分,关键部分:互锁 气体引导弧浪涌回路斩波器 电流控制控制电压 冷却液CNC控制器和调高接口易损件,系统互锁,在上电时等离子电源会检查一些数据后判定自身是否安全.对于高性能等离子互锁出错的检测是由传感器来读取并反馈给DSP(数字信号处理器).这就远胜于链式开关信号LED的显示(如 HT2000).HPR 会将出错指示显示在气体控制器上(手动气体控制器)或显示在CNC控制器上(自动气体控制器).,RHF door switch,Xformer tempswitch,Coolant levelswitch,Shield pressure swit
2、ch,Plasma pressure switch,Coolant flowswitch,前面板上的互锁 LEDs,HT2000,Xformer tempsensor,Shield pressure switch,Coolant flowswitch,Plasma pressure sensor,Coolant levelsensor,HPR,HPR control board,互锁 LEDs,出错 显示LEDNs,气体系统,错误指示 LEDs:,冷却液流量LED 会亮,如果流量低于.6 gpm(2.3 lpm)压力 会亮,如果是:等离子气预流压力低于15 psi(103 kPa)等离子气切割
3、流压力低于等离子预流气压力低于50 psi(345 kPa)保护气预流压力低于2 psi(14kPa)任何气体压力大于99 psi(683 kPa)电压 LED 会亮,如果输入电压超过15%的上下波动.温度 LED会亮,如果是:斩波器温升超过83 C(180 F)冷却液温升超过70 C(158 F)主变压器温升超过 150 C(302 F),测量冷却系统的传感器,冷却液温度和流量传感器 在等离子电源箱右侧,流量传感器,温度传感器,测量冷却系统的传感器,冷却液温度和流量传感器信号接到控制板上的J201.,在 2 和3 针脚上测试流量传感器的输出5VDC=4.5 gpm(17 lpm)临界点是.6
4、 gpm(0.2 lpm)or.67VDC(最小),在5 和6针脚上测试温度传感器的输出临界点是 2.8 VDC(最大),电源分区,所有Hypertherm 等离子切割系统有两个主要电气部分组成:弧电源部分:这部分电路用于产生电弧.包含主接触器,主变压器,斩波器和电感.控制电压部分:这部分用于其它功能.包含控制变压器,电源分配板,各种传感器和控制装置.,输出:24,120 和 240 VAC 到电源分配板,输出:215 VAC 到斩波器,控制变压器,主变压器,主接触器,HPR 接线桩,用户提供的开关,HyPerformance PAC,480 VAC 3,480 VAC 1,弧电源,产生稳定的
5、弧是最重要的,与此相关的部件在等离子电源中的多要参与:引导弧电路浪涌电路斩波器单元弧 电流控制,弧建立,一些相关的部件按时序工作来建立弧,P/S电源分配板,该板是所有相关部件工作的起点,电源分配板,控制板,P/S电源分配板,缺相检测.三相进线通过F5,F6 和F7保险后后进入电源分配板.任何一个保险坏了,表明该板有问题.,F5 F6 F7,P/S电源分配板,通过该板输出的电压也安装有保险,F2 是用于 24 VAC 在继电器前,F3是用于120 VAC,F1 是用于 24 VAC 在继电器后,F4 是用于240 VAC,P/S电源分配板,输出的电压有 LEDs指示:,D1 亮 表明电压被送到主
6、接触器,D2亮 表明电压被送到引导弧继电器,D5亮 表明电压被送到高频箱的高压变压器.,亮 表明电压被送到I/O板的浪涌继电器,P/S电源分配板,在该板上的电压也有 LEDs 指示,送到冷却电机的也有LED指示.,D33亮标明板上有+15 VDC,D32亮标明板上有-15VDC,D31亮标明板上有+5 VDC.,D26 亮表明电压被送到冷却泵电机,D25 亮标明板上有+24 VDC,主接触器(CON1),定期检查主接触器的触点.,主接触器(CON1),有凹痕或磨损的触点会引起缺相,损坏斩波器.,斩波器,HPR新型斩波器.,斩波器 LEDs,LED 1 占载率,D2 5V 电压,LED2 18V
7、 电压,斩波器特点,HPR 斩波器的特点电流输出从100A增加到130A.并行的100-A IGBTs.简化的电路.斩波器上没有过流保护.只要控制板不输出信号给斩波器它有不会有输出.,斩波器功能,HPR 斩波器的功能:输入整流桥连同铝电解电容把输入的交流电转换成直流电.IGBTs 担当高速并行开关(14 KHz)来调节电流的输出.控制板对斩波器的输出起到控制和监控.,检查开路电压,检查开路电压:开路电压是斩波器不带负载是的输出(没有弧转移).关闭电源.拔去高频箱中高压变压器上的120V插头.如图所示.,拔去插头,检查开路电压,检查开路电压:取下并检查斩波器保险 F3*.给出起动信号,检查斩波器
8、上输入整流桥的输出端上电压是否是310VDC检查斩波器下部”WORK”和”TORCH”连接端上的电压是否是310V.如上述电压没有的话,请按照维修章节中的描述做斩波器测试.,*Note:The chopper fuse in the HPR130 is on the positive lead.Removing it does not disconnect the chopper from the electrode,测量切割电流,切割电流通过2个电流传感器被检测.,CS3 弧转移电流传感器,CS1 是用于斩波器电流输出的调节.,两个传感器的输出和电流输出是线性关系:4.00 VDC=100
9、amps,测量切割电流,电流传感器的信号接到控制板上J3.200插头上.,CS3 的输出(弧转移电流)在pins 3 和4.,CS1 的输出(斩波器电流)在pins 13 和14.,红+15V绿-15V白 信号黑 公共端,切割过程中不能断开电流传感器信号,控制板上 LEDNs,控制板上有两排LED 来显示不同的功能和系统的状况.,LEDN 301,LEDN 300,控制板上LEDN300,A 运动信号:弧转移被感知,CNC应该探测到运动信号.B 错误:输出给CNC表明有错误被数字处理器(DSP)检测到.C RD 错误:输出给CNC表明在渐降过程中有错误.D 和 E 不用F 引导弧使能:打开启动
10、电路.G 拐角:CNC发出信号给等离子电源要求降低切割电流.一般用于在拐角的切割.,控制板上LEDN300,H 穿孔:从CNC接受到穿孔完成信号.I 保持:表明保持信号在.电源会等待从CNC发出的穿孔完成信号.J 启动信号:等离子电源接受到启动信号.,控制板上LEDN301,A 高压变压器:启动高压变压器.B 泵:开起冷却液马达.C 主接触器:让主接触器吸合.D 引导弧继电器:让引导弧继电器吸合.E 不用F 浪涌选择:让浪涌继电器吸合.等离子电源被设为划线工艺.G,H and I 不用J 缺相:该灯条亮表明没有缺相.,CNC 控制器选项,等离子电源地址:HPR系统允许4台等离子电源受一个CNC
11、控制.每个电源有两个地址可以设定.,J303 上跳线 提供了弧转移和运动信号通路地址,S100 拨码开关提供串行通讯地址.,串接终点跳线,CNC 控制器选项,多系统串接中的最后一个单元必须被设定跳线.必须对串行通讯的数据流做一个终断.以防止信号回头传递造成数据丢失.,多系统串接中的最后一个单元,J107,J108,多系统串接中的其他单元,CNC 控制器选项,转移信号通路在J303.CNC 接口电缆有4对通路让 CNC 定义每一个电源的弧转移信号的通路,也称作运动信号.跳线必须按下图所示:,Unit 1,Unit 4,Unit 3,Unit 2,CNC 控制器选项,电源定义串行通讯.HPR系统允
12、许4台等离子电源受一个CNC控制.,接线图 S100Switch 1 is ON,侧面看 switch 1OFF,侧面看 switch 1ON,1 2 3 4,OFF,Unit 1,Unit 2,Unit 3,Unit 4,这些设定是用于串行通讯时对 每个等离子电源的识别.,冷却系统,热交换器,水箱,冷却液温度开关,过滤器,泵,开关阀,流量开关,止回阀,分配器,高频箱,割枪,HPR要求一个封闭的水冷却系统,流量为每分钟一加仑,冷却液流量问题,冷却液流量问题引发:流量开关不满足(冷却液出错).易损件寿命短.割枪和易损件发热.,冷却系统,冷却系统故障排除确保水箱是满的.检查在回水管上的流量为每分钟
13、一加仑.,冷却系统,在回水管上检查流量按下气体控制器电流调节按钮强制水泵起动.,回水管,冷却系统,如果没有流量:检查马达是否得到240VAC.如果马达没转,取下泵再看.如果马达转,检查联轴节和泵自身.,马达,泵,起动装置,高频火花隙引导弧继电器浪涌回路引导弧控制手动起弧步骤弧转移,要建立等离子弧,必须要有一些装置和过程来建立弧,引导弧故障排除,诊断引导弧问题:检查高频火花.检查引导弧继电器(CR1).检查主接触器的触点(CON1).,如果割枪没有起弧,斩波器有输出,气体没有问题的,那问题回出在引导弧回路上.,引导弧故障排除,诊断引导弧问题:检查浪涌回路(稍迟).检查引导弧起动电路控制(稍迟).
14、检查气路有无损坏和受限制.检查割枪电缆有无损坏和受限制.做气体泄漏测试做斩波器测试.,高频火花隙,HPR 继电器,浪涌回路继电器在I/O板上.,引弧继电器有罩壳下,HPR 继电器,继电器功能:CR1:引弧继电器使喷嘴和公件等电位,在起弧是必须吸合.K1:浪涌继电器功能是改变浪涌电容的冲电电阻的阻值在划线过程中.这将减小斩波器输出电流.在划线是必须吸合.,Output currents as the pilot arc starts,浪涌电路放电时序,时间,电流,诊断浪涌回路,诊断浪涌回路故障:检查 R1,R2 和 R3 的阻值(手册上有数据).检查电容C1的状态.如果切割电流20 A或更小(划
15、线),K1 吸合.,起动电路组件,控制板上发出”引导弧使能”信号打开起动电路板.这能够快速去除喷嘴的接触在弧转移时.,起动电路,起动电路(引导弧控制)功能是:在引导弧建立前提供一个小的阻抗给电路.通过短接H8 和H9来去除该板的控制.,短接 H8 和H9,运动信号和其身份地址,Dip 开关 S100 设定串行通讯地址.跳线开关 J303 指定“运动”或“弧转移”信号通过其对应的接口电缆线给到CNC.,正因为4台HPR 可以受控于一个CNC,所以有必要给每个HPR设定不同的身份地址.,手动起弧测试,37 孔孔型插座.两条与之匹配的细线一个单刀单掷开关,插脚 34 和 15,要手动起弧,你必须要有
16、一个测试接口:,气体,气体系统割枪高度控制系统,要建立等离子弧必须要有气体来产生电子和形成弧.,气体系统,HPR的用户操作界面在气体控制器上,气体系统,在电流调节钮上有出错显示窗:(所有代码在手册上能找到)状态开关必须选在错误指示上任何一个错误LED亮的时候,出错显示:,气体系统,HPR是采用 调节器来代替流量阀的系统.,主要的优势是调节器可以补偿 进气口压力+/-10 psi(69 kPa)波动,H35/F5 IN,O2 IN,AIR IN,N2 IN,V1,V3,V2,V12,V11,V10,V9,V8,V7,V6,V5,V4,V13,V14,V19,V18,V17,V16,V20,Ven
17、t to Atmosphere,PR4,PR3,PR2,PR1,P4,P3,P2,P1,PLASMA(Clear),SHIELD(Gray),电磁阀,压力传感器,调节器,HPR手动气体控制器的气路图,HPR 气体泄露测试,气体泄露测试#1对于第一个 20 秒气体泄露测试#1,所有进气口电磁阀关闭所有“开关阀组”上的阀打开允许气体系统中的压力释放到外部,H35/F5 IN,O2 IN,AIR IN,N2 IN,V1,V3,V2,V12,V11,V10,V9,V8,V7,V6,V5,V4,V13,V14,V19,V18,V17,V16,V20,Vent to Atmosphere,PR4,PR3,
18、PR2,PR1,P4,P3,P2,P1,PLASMA(Clear),SHIELD(Gray),测试#1 第一个20秒,HPR 气体泄露测试,Copyright,2001 Hypertherm,Inc.These materials cannot be reproduced in any formwithout the permission of Hypertherm,Inc.,气体泄露测试#1第一个 20 秒后“开关阀组”上的阀关闭.所有压力传感器上读数必须为零,或接近零.监控压力 20分钟,如果有上升,怀疑进气阀有泄漏.,Copyright,2001 Hypertherm,Inc.These
19、 materials cannot be reproduced in any formwithout the permission of Hypertherm,Inc.,H35/F5 IN,O2 IN,AIR IN,N2 IN,V1,V3,V2,V12,V11,V10,V9,V8,V7,V6,V5,V4,V13,V14,V19,V18,V17,V16,V20,Vent to Atmosphere,PR4,PR3,PR2,PR1,P4,P3,P2,P1,PLASMA(Clear),SHIELD(Gray),泄露测试#1 20 秒后,HPR气体泄露测试,气体泄露测试#2第一个20秒,“开关阀组”上
20、的阀关闭.所有进气口阀打开,允许气体系统中的压力达到进气口压力.,H35/F5 IN,O2 IN,AIR IN,N2 IN,V1,V3,V2,V12,V11,V10,V9,V8,V7,V6,V5,V4,V13,V14,V19,V18,V17,V16,V20,Vent to Atmosphere,PR4,PR3,PR2,PR1,P4,P3,P2,P1,PLASMA(Clear),SHIELD(Gray),泄露测试#2第一个 20 秒,HPR气体泄露测试,气体泄露测试#220 秒后,所有进气口阀关闭作为完整系统测试,关闭气源供给处的开关并注意供气压力.压力传感器必须读到调节器所设定的压力.监控压力
21、读数20 分钟.如在气体控制器上的压力有下降,怀疑在气体控制器和开关阀组之间有泄露.如进气口压力有下降,怀疑进气管道有泄露.,H35/F5 IN,O2 IN,AIR IN,N2 IN,V1,V3,V2,V12,V11,V10,V9,V8,V7,V6,V5,V4,V13,V14,V19,V18,V17,V16,V20,Vent to Atmosphere,PR4,PR3,PR2,PR1,P4,P3,P2,P1,PLASMA(Clear),SHIELD(Gray),泄露测试#2 20 秒后,割枪高度控制,150 VDC,3.0 VDC,1/50 压降,工件,电极,125 VDC,2.5 VDC,1
22、/50 压降,工件,电极,160 VDC,3.2 VDC,1/50 压降,工件,电极,实际弧压可以在I/O板上的正负极间侧得.,割枪高度控制问题,割枪高度控制(THC)问题大致分为下列两种:切割高度太高,远离工件.切割高度太低,接近工件.使用下列 THC 测试来诊断问题的起因.,割枪高度控制测试,割枪高度控制测试设定割枪高度控制为手动(关闭自动调高)按照手册中的切割表设定割枪高度例如 80A,3/8”(10mm)碳钢的切割高度为.08”(2mm).手动设定这个高度.将割枪停在工件的边缘切割点.开始切割.,割枪高度控制测试,割枪高度控制测试开始切割后,在I/O板上Work(+)和 Negative(-)两端测量弧压:对照切割表,如果弧压的改变在+/-10 V 或更大,怀疑问题出在气体系统.如果弧压不稳定(变化值大于2 于或3 V),怀疑问题出在气体系统.如果弧压稳定,对照切割表在+/-10 V内,怀疑问题出在割枪高度控制系统或弧压分配板上.,
