أقصر إجابة موثوقة: اضبط جهاز القياس الرقمي المتعدد الخاص بك على وضع السعة (رمز μF)، وقم بتفريغ المكثف بالكامل، ثم أخرجه من الدائرة، وقم بتوصيل السلك الأحمر بالجانب الموجب والسلك الأسود بالجانب السالب، وانتظر حتى تستقر القراءة، وقارنها بقيمة الميكروفاراد المطبوعة على علبة المكثف.
يعتبر المكثف الذي يتم قياسه داخل نطاق التسامح المقدر له صحيًا كهربائيًا. عادةً ما يكون الجهاز الذي يقرأ أقل بكثير من قيمته المقدرة، أو يقرأ صفرًا، أو ينتج شاشة خارج النطاق (OL) مرشحًا للاستبدال. يعمل هذا التسلسل مع المكثفات الخزفية الصغيرة، والمكثفات الإلكتروليتية المصنوعة من الألومنيوم، والمكثفات الأكبر حجمًا التي تعمل بمحرك التيار المتردد المستخدمة في الغسالات ومضخات المياه وضواغط مكيفات الهواء. إن تفاصيل كل خطوة، وأخطاء القياس التي تؤدي إلى نتائج مضللة، هي بالضبط ما يغطيه هذا الدليل.
المكثفات لا تفشل عادة بين عشية وضحاها. يفقد المكثف الذي يتم تشغيله بمحرك والذي تبلغ سعته 12 درجة فهرنهايت مواسعته تدريجيًا مع أكسدة الطبقة الممعدنة، أو جفاف الإلكتروليت، أو تدهور علامة التبويب الداخلية. ومن المتوقع أن يستمر بعض هذا الانجراف على مدى فترة خدمة تتراوح من 8 إلى 10 سنوات تقريبًا. ومع ذلك، بمجرد أن تنخفض القيمة المقاسة عن حد التسامح الأدنى، فإن المحرك الذي يدعمه يسحب تيارًا أكبر، أو يعمل بشكل أكثر سخونة، أو يطن، أو يواجه صعوبة في التشغيل، أو يتوقف تمامًا. يعد قياس المكثف هو الطريقة الوحيدة لمعرفة ما إذا كنت تقوم باستبدال جزء تالف أو مطاردة عطل في الدائرة سيؤدي إلى تلف المكثف التالي أيضًا.
يخدم قياس السعة ثلاثة أغراض عملية:
غالبًا ما يكون الفشل المتقطع متعلقًا بالمكثف أيضًا. الغسالة التي تتوقف في منتصف الدورة في أوقات عشوائية، أو مضخة المياه التي تقوم بفصل الحماية الحرارية بعد بضع دقائق، أو ضاغط الثلاجة الذي يصدر طنينًا دون بدء التشغيل، هي ثلاثة أعراض كلاسيكية غالبًا ما تنتج عن مكثف لا يزال يبدو جيدًا من الناحية المادية ولكنه انجرف إلى ما دون السعة المقدرة. القياس أولاً يمنع الخطأ الكلاسيكي المتمثل في استبدال مكثف جيد تمامًا بينما يقع الخطأ الحقيقي في دائرة بدء تشغيل المحرك.
القاعدة الأولى: لا تقم أبدًا بتوصيل مكثف مشحون بمقياس متعدد. حتى بعد فصل الجهاز، يمكن للمكثف المشحون أن يحمل جهدًا خطيرًا لفترة طويلة. المكثفات الحركية يمكن أن يحتفظ الجهاز المقدر بـ 370 فولت تيار متردد أو 450 فولت تيار متردد بمئات الفولتات لعدة دقائق، خاصة عندما لا يحتوي الجهاز على مقاومات نزف. قد يؤدي توصيل مكثف مشحون بجهاز قياس إلى تفجير فتيل الإدخال، وإتلاف دائرة الحماية بشكل دائم، وصدمة الشخص الذي يحمل الأسلاك.
اتبع إجراء التفريغ هذا في كل مرة:
لا تقم أبدًا بقصر مكثف محرك كبير مباشرةً باستخدام مفك البراغي. يمكن أن يؤدي تيار التفريغ إلى لحام الثقوب في الأداة، وتناثر المعدن المنصهر، وكسر علبة المكثف. تستنزف طريقة المقاوم الشحنة بسلاسة وأمان.
يقوم مقياس رقمي متعدد في وضع السعة بقياس السعة عن طريق شحن المكثف بتيار ثابت معروف، وقياس المعدل الناتج لارتفاع الجهد، وحساب قيمة الميكروفاراد من هذا المعدل. كما هو موضح في دليل تطبيق Fluke، توفر هذه الطريقة قراءة رقمية مباشرة بدقة تبلغ تقريبًا ±1% إلى ±5% على الأجهزة الجيدة، وهو ما يكفي لجميع التشخيصات الميدانية تقريبًا. تشتمل معظم أجهزة القياس الرقمية المتعددة الحديثة في النطاق السعري المتوفر بشكل شائع على موضع μF، لذا فإن هذه الطريقة متاحة للجميع تقريبًا.
يوضح الجدول أدناه كيفية تفسير ما تراه على الشاشة.
| النتيجة المقاسة | التشخيص |
|---|---|
| ضمن القيمة المقدرة زائد أو ناقص التسامح | مكثف صحي |
| 10% أو أكثر أقل من القيمة المقدرة | كبار السن أو المتدهورة. استبدال في التطبيقات الحركية |
| قرب الصفر، أو قراءة قصيرة مثل | عازل قصير استبدال على الفور |
| OL (فوق النطاق) على النطاق المناسب | دائرة مفتوحة أو قيمة أعلى بكثير من النطاق؛ استبدال إذا تم تصنيفها ضمن النطاق المحدد |
| القراءة تستمر في الصعود ولن تستقر | تسرب داخلي أو عازل تالف؛ تعامل كمشتبه به |
إذا كانت القراءة أعلى قليلاً من القيمة المقدرة، على سبيل المثال 12.8 درجة فهرنهايت على مكثف سعة 12 درجة فهرنهايت ±5%، فإن الجزء لا يزال ضمن نطاق التصنيع ومقبول. القراءة تحت نطاق التسامح هي فشل الشيخوخة الأكثر شيوعًا ويجب أن يؤدي إلى الاستبدال.
إذا لم يكن جهاز القياس الخاص بك يحتوي على وضع السعة، فإن وضع المقاومة لا يزال يوفر فحصًا صحيًا مفيدًا. اضبط المحدد على أعلى نطاق مقاومة، 10 كيلو أوم أو أعلى، وقم بتوصيل أسلاك الاختبار، وشاهد حركة الإبرة.
اختبار المقاومة التناظرية هو مؤشر نجاح أو فشل أو ضعف فقط؛ لا يمكنه إعطاء قيمة الميكروفاراد الدقيقة. استخدمه كفحص ميداني سريع في حالة عدم توفر مقياس للسعة، ولكن لا تتخذ القرار النهائي لإصلاح المحرك بناءً على اختبار تناظري فقط.
يقيس مقياس LCR الحث والسعة والمقاومة بدقة أعلى بكثير ويوفر معلمات إضافية لا يستطيع مقياس متعدد الأغراض استخدامها. توفر أجهزة قياس LCR المحمولة باليد دقة سعة تتراوح بين ±0.2% و±1%، مقارنة بـ ±3% إلى ±5% للمقياس الرقمي المتعدد. بالنسبة للفحص الوارد، والتحقق من خط الإنتاج، وتحليل فشل مكثفات المحرك، فإن مقياس LCR هو الأداة الصحيحة.
ثلاثة أشياء يجب معرفتها عند استخدام جهاز قياس LCR:
استخدم مقياس LCR عندما يستمر المحرك في التصرف بشكل غير طبيعي بعد اجتياز اختبار السعة متعدد المقاييس، أو عندما تحتاج إلى مطابقة القيمة الدقيقة لمجموعة من المكثفات. بالنسبة لقرار الاستبدال العادي، يكفي المتر الرقمي المتعدد.
السعة المسموح بها هي الانتشار المسموح به للقيمة الاسمية في وقت التصنيع. تحدد المواصفة القياسية IEC 60384-1 فئات التسامح القياسية المستخدمة في جميع أنحاء الصناعة، بما في ذلك ±5%، و±10%، و±20%. يعتبر المكثف الذي يحمل علامة 20 درجة فهرنهايت ± 10% مقبولًا إذا كان قياسه بين 18 درجة فهرنهايت و22 درجة فهرنهايت عندما يكون جديدًا. ومع ذلك، فإن نطاق التسامح ليس ضمانًا لعمر الخدمة: بعد سنوات من إجهاد التيار المتردد، يمكن أن ينجرف نفس المكثف إلى أقل من 18 ميكروفاراد على الرغم من أنه كان ضمن نطاق التسامح عند شحنه من المصنع.
بالنسبة للدوائر الحركية، تكون القاعدة العملية أكثر صرامة من التسامح المطبوع: إذا فقد مكثف التشغيل حوالي 10% من سعته المقدرة، ينخفض عزم الدوران بشكل ملحوظ ويرتفع تيار التشغيل. استبدله. إن التسامح المطبوع يعكس عملية التصنيع المنتشرة في المصنع، وليس حد التقادم المقبول.
| عائلة المكثفات | التسامح النموذجي | النطاق المقبول لجزء 10 درجة فهرنهايت |
|---|---|---|
| مكثفات محرك الفيلم CBB (CBB60، CBB61، CBB65) | ±5% | 9.5 درجة فهرنهايت إلى 10.5 درجة فهرنهايت |
| المكثفات الفيلمية للأغراض العامة | ±10% | 9.0 درجة فهرنهايت إلى 11.0 درجة فهرنهايت |
| المكثفات الالكتروليتية المصنوعة من الألومنيوم | ±20% | 8.0 درجة فهرنهايت إلى 12.0 درجة فهرنهايت |
| مكثفات سيراميك فئة 2 (X7R) | -20% إلى 80% | 8.0 درجة فهرنهايت إلى 18.0 درجة فهرنهايت |
للحصول على أفضل اتساق للقياس، قم بالقياس في درجة حرارة الغرفة بين 20 درجة مئوية و25 درجة مئوية وقارن القراءات المأخوذة بنفس الأداة ونفس تردد الاختبار.
تستحق المكثفات الحركية روتين قياس خاص بها لأنها تعمل تحت ضغط تيار متردد مستمر من التيار الكهربائي ونمط الفشل السائد هو فقدان السعة التدريجي. تستخدم المحركات أحادية الطور في الغسالات ومضخات المياه ومراوح السقف وضواغط الثلاجة ومراوح التبريد ومكيفات الهواء عائلتين من المكثفات.
عتبات الاستبدال العملية: بالنسبة لمكثف التشغيل، استبدله إذا كانت القيمة المقاسة أقل من 10% من التصنيف المطبوع أو أقل من الحد الأدنى للتسامح المطبوع. إذا كانت قراءة المكثف ضمن حدود التسامح ولكنه منتفخ جسديًا، فاستبدله على أي حال؛ تم تشغيل فتحة الأمان مرة واحدة بالفعل. بالنسبة لمكثف البدء، استبدله إذا كانت القراءة غير مستقرة، أو إذا كانت القراءة قريبة من الصفر، أو إذا كانت القيمة المقاسة أقل من التصنيف المطبوع بأكثر من 20%.
يمكن قياس تطبيقات الإضاءة وعامل الطاقة، مثل مكثفات التعويض من سلسلة CBB80، بنفس إجراء التفريغ والميكروفاراد، على الرغم من أن السعة ليست معلمة الأداء الوحيدة؛ عامل التبديد مهم بنفس القدر بالنسبة لواجب تصحيح عامل القدرة.
يمكن لأي خطأ من هذه الأخطاء أن يحول مكثفًا جيدًا إلى فشل كاذب، أو مكثفًا سيئًا إلى نجاح زائف. الروتين الذي يتجنبهم جميعًا يستغرق دقيقة واحدة فقط.
فيما يلي مثال يحدث في كثير من الأحيان أكثر مما يتوقعه معظم الفنيين: يبلغ قياس المكثف 30.2 درجة فهرنهايت بالضبط مقابل تصنيف 30 درجة فهرنهايت، ومع ذلك فإن الضاغط لا يزال يعمل ببطء ويتسبب في الحمل الزائد الحراري. المعلومة المفقودة هي المقاومة الداخلية. يعمل المكثف الحقيقي كمكثف مثالي متصل على التوالي بمقاومة صغيرة (ESR) وبالتوازي مع مقاومة عزل عالية. عندما تتحلل وصلة الرقاقة أو العزل الكهربائي، يرتفع معدل سرعة الترسيب (ESR) بينما قد تتغير السعة الإجمالية قليلاً جدًا.
استخدم مقياس LCR أو مقياس ESR مخصصًا. بالنسبة لمكثفات محرك الفيلم CBB، يكون ESR النموذجي عند 100 هرتز أقل من حوالي 0.5 أوم. إذا كان ESR أعلى بكثير، على سبيل المثال أعلى من 1Ω لمكثف 20 ميكروفاراد، فإن المكثف سوف يبدد الحرارة تحت الحمل حتى عندما تبدو السعة طبيعية، لذلك يكون الاستبدال مبررًا. بالنسبة للمكثفات الإلكتروليتية الصغيرة في مصادر الطاقة، عادةً ما يعني ESR أعلى من 1Ω الاستبدال؛ تختلف القيم باختلاف السعة والجهد، لذا قارنها بورقة بيانات الشركة المصنعة.
اضبط جهاز القياس المتعدد على أعلى نطاق مقاومة، وقم بتوصيله بالمكثف الفارغ، وشاهد المقاومة النهائية بعد 30 إلى 60 ثانية. يستقر المكثف الكبير السليم في مئات الكيلو أوم العالية أو في نطاق الميجا أوم؛ يستقر المكثف المتسرب في الأسفل ويستمر في الانجراف نحو الأسفل. بالنسبة للمكثفات الغشائية ذات التيار المتردد من فئة 400 فولت تيار متردد، فإن مقاومة العزل لمئات الميجا أوم هي الحالة الطبيعية.
اجمع بين هذين الفحصين الكهربائيين مع فحص بصري بسيط. تشير فتحة التهوية الآمنة، أو لوحة PCB داكنة أسفل المكثف، أو رائحة الإلكتروليت المحترق، إلى الاستبدال، بغض النظر عما يقوله المقياس.
في معظم الحالات، لا. تقوم المكونات المتوازية بإنشاء مسارات بديلة تغير القراءة. قم بإزالة أو رفع سلك واحد حتى يتم عزل المكثف. تقدم بعض المقاييس المتعددة وضع السعة داخل الدائرة، لكن الدقة تعتمد على مدى هيمنة قيمة المكثف مقارنة بالمكونات المحيطة؛ تعامل مع هذه القراءات على أنها إرشادية وليست نهائية.
OL يعني فوق النطاق. إما أن يكون المكثف مفتوحًا، أو أن سعته أكبر من النطاق المحدد، أو أن الأسلاك لا تجري اتصالاً مناسبًا. حدد نطاقًا أعلى، وتحقق من توصيلات المسبار، وقم بتفريغ المكثف مرة أخرى، ثم كرر القياس.
قراءة داخل نطاق التسامح المطبوع، يتم قياسها في درجة حرارة الغرفة على شاشة ثابتة ومستقرة. بالنسبة لمكثفات المحرك، يجب أن تكون القراءة أيضًا ضمن حوالي 10% من القيمة المطبوعة. القراءة أعلى قليلاً من المعدل أمر طبيعي؛ تشير القراءة الموجودة أسفل الشريط إلى الشيخوخة.
افصل الطاقة، انتظر دقيقة، قم بتوصيل المقاوم 1kΩ إلى 10kΩ عبر الأطراف لمدة 10 إلى 15 ثانية، لفترة أطول للمكثفات التي تزيد عن 50μF، ثم تحقق من 0V باستخدام الفولتميتر. استخدم مقاومة بقدرة 5 وات أو أعلى لمكثفات المحرك.
مكثفات التشغيل هي أنواع أغشية مصممة للعمل المستمر بالتيار المتردد والتبديد المنخفض؛ يجب عليهم قياس ما يقرب من القيمة المطبوعة في أي وقت. يتم تنشيط مكثفات البدء لفترة وجيزة فقط، وغالبًا ما يكون لها قيم أكبر بكثير وتسامح أوسع، وعادةً ما يتم اختبارها أثناء تفريغها بالكامل وعزلها. إذا كانت القيمة غير مستقرة أو قريبة من الصفر، فاستبدل الجزء.
نعم. ارتفاع ESR، أو عامل التبديد العالي، أو تيار التسرب، أو الضرر المادي مثل حالة الانتفاخ أو فتحة تهوية الأمان المفتوحة يمكن أن يؤدي إلى فشل المكثف في الخدمة حتى عندما تكون قراءة الميكروفاراد في حدود التسامح. قم بتقييم السعة أولاً، ثم تأكد من خلال فحص ESR أو التسرب والحالة المادية.
سير العمل الكامل لقياس المكثف - التفريغ، والعزل، وقياس الميكروفاراد، والمقارنة مع التسامح المقدر، ثم التأكيد باستخدام ESR أو الفحص المادي - يستغرق أقل من خمس دقائق ويمنع معظم الأعطال الكهربائية المتكررة في الأجهزة التي تعمل بمحرك.
مع تطبيق هذه العادات، سيعطيك جهاز القياس المتعدد الخاص بك إجابة جديرة بالثقة في كل مرة.