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 temp switch,Coolant level switch,Shield p
2、ressure switch,Plasma pressure switch,Coolant flow switch,前面板上的互锁 LEDs,HT2000,Xformer temp sensor,Shield pressure switch,Coolant flow switch,Plasma pressure sensor,Coolant level sensor,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
3、 psi (103 kPa) 等离子气切割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
4、流量传感器的输出 5VDC = 4.5 gpm (17 lpm) 临界点是 .6 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
5、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
6、 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
7、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 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)
8、. 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
9、,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 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 区域一和二,控制板上有两排LED 来显示不同的功能和系统的状况.,区域一,区域二,控制板上区域一,D321 运动信号: 弧转移被感知,
10、 CNC应该探测到运动信号. D322 错误: 输出给CNC表明有错误被数字处理器(DSP)检测到. D323 RD 错误: 输出给CNC表明在渐降过程中有错误. D324 和 D325 不用 D326 引导弧启用 D331 HV 变压器 D332 泵电机启动 D333 接触器 D334 引导弧继电器 D335 备用D336 浪涌D337 缺相,控制板上区域二,D327 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. D328 穿孔: 从CNC接受到穿孔完成信号. D329 引导弧使能: 打开启动电路. D330 启动信号: 等离子电源接受到启动信号.,CNC 控制器选项,等
11、离子电源地址: HPR系统允许4台等离子电源受一个CNC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,
12、Unit 2,CNC 控制器选项,电源定义串行通讯.HPR系统允许4台等离子电源受一个CNC控制.,接线图 S100 Switch 1 is ON,侧面看 switch 1 OFF,侧面看 switch 1 ON,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
13、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
14、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). 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
15、,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CN
16、C, 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,
17、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),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
18、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),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 form without the permission of Hypertherm, Inc.,气体泄露测试
19、 #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 materials cannot be reproduced in any form without 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
20、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,PL
21、ASMA (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 #2 20 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
22、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,1/50 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.,
