DF100A型发射机

DF100A型发射机（精选8篇）

DF100A型发射机 第1篇

关键词：DF100A,发射机,定向耦合器,前向功率,反射功率

对于发射机来说, 测量其射频功率有两个方面, 一方面是测量其入射功率, 或称前向功率。另一方面测试其反射功率或称反向功率。入射功率反映了发射机的功率输出和工作状态, 是“满功率”播出的重要要求。反射功率反映了发射机与天馈系统的驻波比。反射功率过大, 也就是驻波比过大, 严重影响发射机的安全。所以反射功率的测量对保护发射机有重要意义。而对入射功率和反射功率的测量, DF100A型发射机采用在线式的测量, 在发射机输出端与谐波滤波器之间的同轴馈管上, 安装射频功率定向耦合器探头。通过定向耦合器探头 (即功率测量探头) 对入射功率或反射功率进行取样, 然后将取样信号送到入射功率表或反射功率表来指示出发射机当前工作时的前向功率值或反射功率值。

1 定向耦合器介绍

对于射频功率测量, 离不开定向耦合器。定向耦合器是一种有方向性的功率耦合器件。它一般是三端口或四端口元件, 分为输入口, 输出口, 耦合输出口, 对于四端口, 还有一个隔离口。

图2是定向耦合器原理示意图。当射频信号从端口1输入时, 大部分信号从端口2直通输出, 其中一小部分信号从端口3耦合出来, 用于测量等。而端口4则无输出, 通常接一个匹配负载。如果要将定向耦合器反过来使用, 则端口1和2, 端口3和4的属性要互换定义。

耦合器的指标包括工作频带、耦合系数, 方向性等。理想的定向耦合器, 其输出口只对一个方向的电磁能量进行取样, 而对另一个方向的电磁能量不敏感, 即方向性要好。定向耦合器的耦合系数, 在其工作频带内应该是平坦的。

2 发射机用功率探头分析

DF100A型发射机使用了两种功率探头, 一种为BIRD 50KH6型, 工作频带为2-30MHz, 测量功率范围为50KW, 用于测量发射机的反射功率。另一种为BIRD 250KH6型, 工作频带为2-30MHz, 测量功率范围为250KW, 用于发射机的前向功率测量。这两种探头, 从工作原理来看, 电路基本相同, 而且都属于定向耦合器的范畴。

2.1 一种定向耦合器分析

图3中, T1为电流互感器, 其变比 (即匝数比) 为N。C1, C2为电容分压器, C2上的电压与传输线上的电压同相位, 且其值为:

电阻R上的电压为:VR=R*U/Z*1/N。·········· (2)

根据传输线理论,

V (z) =Vf (z) +Vr (z) ·········· (3) I (z) =If (z) -Ir (z) ·········· (4) 由式 (1) 、 (2) 、 (3) 、 (4) 可以得到:

当输出端接特性阻抗Z时, SWR=1.反射电压反射电流为0, 那么

则:

此时, 高频电压表两端电位相同, 指针指示为0。

当输出端阻抗偏离特性阻抗Z时, 会产生反射。根据式 (7) , 由式 (6) -式 (5) , 可以得到:

这样就可以得到反射电压。高频电压表指针偏转。

当读取入射电压时, 可以将电流互感器的次级反接, 此时

根据式 (7) , 由式 (6) -式 (9) , 可以得到:

这样, 就可以读取到入射电压。

2.2 发射机用功率探头工作原理

前面已经介绍, DF100A型发射机用两种功率探头的基本原理相同。我们以BIRD50KH6型功率探头为例来分析。图4表示了BIRD 50KH6型反射功率取样探头的电路原理图。安装位置如图1。我们知道, 同轴馈管内传送的是TEM波。在馈管内, 电场垂直于馈芯, 而磁场绕芯线方向。利用这一特点, 通过电磁耦合, 反射功率取样探头从馈芯线上耦合回电磁信号。在图4中, M是电感L1与馈心的耦合互感, 通过互感M进行磁场耦合, 生成电流, 通过R1产生电压;C2是探头与馈心的耦合电容, 通过C2进行电场耦合, 产生电压。产生的两个电压信号在D1两端进行叠加, 经过D1的检波, 然后输出反映反射功率大小的直流信号。

2.1节中的分析计算, 我们可以知道50KH6功率取样探头的工作原理。通过调整L1、R1、C1、C2、C3、M等参数, 可以调整耦合器的定向性, 耦合性等参数。此定向耦合器可以测前向功率或反射功率。只需要将耦合探头旋转180度即可。

3 结语

DF100A型发射机 第2篇

关键词：PLC；PSM短波发射机；自动化

中图分类号：TN838文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 08-0000-02

PLC Technology Use in the DF-100A-type PSM Short-wave Transmitters

Cao Huanghua

(Sub-station of Voice of the Straits Radio,Ningde352200,China)

Abstract:DF-100A-type short-wave transmitters automation system is characterized by its control and monitoring functions are done by the PLC,the management functions realized by the IPC.In this paper,the application of PLC in the short-wave transmitters were analyzed.

Keywords:PLC;PSM short-wave transmitters;Automation

一、PLC的基本结构

PLC=Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。其硬件结构如下图1所示：

图1.PLC硬件结构

（一）中央处理单元（CPU）

中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据：检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误，当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映像区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映像区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映像区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

（二）存储器（Memory）

可编程控制器的控制中枢，在系统监控下工作，承担着将外部输入的信号的状态写入映像寄存器区域，然后将结果送到输出映像寄存器区域。存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。

（三）输入输出接口电路

1.输入接口单元。PLC内部输入电路作用是将PLC外部电路提供的、符合PLC输入电路要求的电压信号，通过光耦电路送至PLC内部电路。

2.输出接口单元。PLC输出电路用来将CPU运算的结果变换成一定形式的功率输出，驱动被控负载。

（四）通讯模块

PLC通讯模块分为I/O扩展接口电路和外设通信接口电路两类。I/O扩展接口电路用于连接I/O扩展单元，可以用来扩充开关量I/O点数和增加模拟量的I/O端子。外设通信接口电路用于连接手持编程器或其他图形编程器、文本显示器，并能组成PLC的控制网络。

（五）电源

PLC内部配有一个专用开关式稳压电源，将交流/直流供电电源转化为PLC内部电源需要的工作电源。当输入端子为非干接点结构时，为外部输入元件提供24V直流电源。

二、PLC工作原理

当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

（一）输入采样阶段

在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映像区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映像区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

（二）用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映像区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

（三）输出刷新阶段

当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映像区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。

三、PLC在DF-100A型PSM发射机中的主要应用

DF-100A型PSM短波发射机自动控制系统采用上下位机模式，上位机采用高可靠的工业控制计算机，下位机采用高可靠性、高稳定性、抗干扰性强的可编程逻辑控制器（PLC），上下位机之间通过RS-232串行口进行通讯。整个自动控制系统是由前端执行装置，人机交互界面，两大部分组成，每一部分都可以独立工作。系统的前端执行装置采用高可靠性、高稳定性和强抗干扰性的PLC，它可以在恶劣的外部环境下连续的稳定工作。见图2

图2.自动控制系统框图

（一）PLC在DF-100A型PSM短波发射机中应用主要体现在以下几点

1.发射机粗调。当发射机进行自动调谐的粗调时，如果当前频率是保存过的热播频率，则以保存过的伺服电压位置作为本次调谐的粗调位置，直接将各个伺服电压送出并对高前调谐、高末调谐、高末负载电容以及平衡/不平衡转换器进行置位；如果当前频率是一个全新的没有保存过的频率，程序则根据PLC内部保存的数据线性计算出各个伺服电压位置输出到马达驱动板上，对高前调谐、高末调谐、高末负载电容以及平衡/不平衡转换器进行置位。

倒换波段控制则根据当前频率所在波段的位置，并将计算出的位置信号转换成电压送到各马达驱动板上，直接对三根短路棒进行置位。

谐波滤波器的倒换则有一个专门的设置画面，当输入谐波滤波器面板上频率和刻度、高限刻度值和高限位置时的相对电压值，程序依据这些参数和当前外电的高低，准确地计算出当前要播音频率所需要的滤波器刻度，并把计算出的刻度转换成电压输出送到马达驱动板上，对滤波器进行准确地置位。

发射机各路调谐元件伺服系统的软件编程通常都是以PLC源代码梯形图的形式来表现。

2.自动切换频率。系统从上位机的运行图设置画面中设置发射机所要开的载波频率，通过下位机PLC的处理，控制频率合成器输出所需要的载波频率。当有临时代播时，载波频率直接有代播命令输入到下位机中。

（二）PLC系统的独立性

整个自动控制系统的结构由前端执行装置（下位机，PLC）、人机交互窗口（上位机，工业计算机）、全机房监控系统（服务器，工业计算机）三大部分组成，每一部分都是独立工作的。

1.在任何情况下任何一台计算机出现故障，都不会影响发射机的全自动工作，不会影响其他两部分正常工作。

2.PLC在连续24小时工作情况下，可长期工作。

3.PLC出现故障，工作人员可以在10s内完成对PLC的重新启动；更换PLC模块的操作时间为20s；外电闪断情况下，PLC系统可以在2s以内完成重启，恢复发射机的全自动模式运行，远远小于计算机的重启时间

四、PLC的最新发展趋势

现代PLC技术发展呈现新的动向：

1.PLC网络化技术的发展。PLC网络系统已经不再是自成体系的封闭系统，而是迅速向开放式系统发展。

2.PLC向高性能小型化方向发展。PLC的功能正越来越丰富，而体积则越来越小。

3.PLC操作向简易化方向发展。

4.PLC的新器件和模块不断推出。高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外，还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化模块。

5.PLC在闭环过程控制中应用日益广泛。

DF100A型发射机 第3篇

发射机调谐控制系统主要由调谐控制单元6A2、调谐马达电源1PS8、调谐马达组件、马达驱动放大板、频道选择开关6S6、允许调谐按钮6S1、遥控接口板11A2等组成。本系统有预置调谐频道的10个定点预置频道, 当自动换频或按下任一频道选择开关, 则对频率合成器输出进行控制, 使之输出相对应的激励信号频率。再通过调谐马达组件的调谐元件调动, 达到换频、调谐的目的。

2 调谐控制系统原理

调谐控制原理如图1。发射机在自动换频 (或按下频道选择开关6S6) 时, 由调谐控制定时器6A2A1输出低电平向继电器6A2K25提供一个地电位, 当6A2K25得电动作并点亮允许调谐6DS1灯后, 通过它把115V交流电加到继电器1K48和1PS8K1上, 同时触发调谐元件 (1A1、1A2、1A3、1A7、1A8) 和波段电感前、后、顶三根槽路短路棒 (1A4、1A5、1A6) 的8路马达驱动控制放大板, 从而使8路调谐马达组件所相关的调谐元件运转并确保到位, 达到换频预置调谐;自动调谐 (或按下允许调谐按钮6S1) 时, 由调谐控制定时器6A2A1输出低电平向继电器6A2K24提供一个地电位, 当6A2K24得电动作并点亮允许调谐6DS1灯后, 通过它把115V交流电加至继电器1K48及调谐马达电源1PS8上, 触发除波段电感三根槽路短路棒马达放大器外的其它所有马达组件运转, 直至马达的随动电位器和相应的控制器之间不存在电压差为止并确保到位。当最后一个马达转动到预置位置停转后, 定时器6A2A1的地电位去除, 调谐完成, 允许调谐6DS1灯熄灭。

3 允许调谐灯不灭

故障现象:在倒频或调谐过程中允许调谐6DS1灯不灭, 无法正常倒换频率。

分析判断:

(1) 倒频过程中出现允许调谐灯不灭。a.首先确认末前调谐、高末调谐、高末负载、平转、谐波滤波器、波段 (三根槽路短路棒) 八路马达组件的到位情况。通常都是因为某路马达的主动电位器处在限位点位置及马达组件损坏不能驱动到位导致指示灯不灭。先通过观察马达驱动板的输出判断是哪路或是多路不到位, 若是多路, 应检查其公共部位:马达电源1PS8、马达电源板1A8、马达缓冲板是否正常;如果是一路不到位, 检查该路主动电位器是否处于限位点;否则测量主动与随动端是否存在电压差 (马达驱动母板上马达组件接插头4, 6脚) , 如无电压差, 则是马达驱动板的K1继电器有剩磁不释放, 使地电位始终存在;反之随动电位器内部接触不良或转动轴卡死;如果马达驱动板单边输出, 会驱动马达到异常位置或限位点使灯不灭。以上情况, 可更换马达驱动板来判断故障点。b.检查马达驱动板及接线是否正常。c.查看各路系统元件及各机械传动机构, 及其连线和插头 (电源脚连线) 是否松脱。d.如果马达都到位了, 允许调谐灯仍不灭, 应检查6A2K24、6A2K25及6A2A1板是否正常。e.检查各调谐旋钮的主动电位器是否正常, 各随动电位器是否有脱轴、绞线、卡死或不良。f.检查马达组件的限位拨片是否处于限位位置、本身被卡或限位拨片误动作。

(2) 在调谐过程中若出现允许调谐灯不灭情况, 则上述故障都有可能出现, 还有可能调谐已到达限位点或某个马达驱动板上的K1继电器没有释放, 使输入6A2A1板的地电位始终存在, 导致允许调谐灯不灭。

(3) 在播音过程中出现允许调谐灯闪亮, 导致高末表值回摆现象, 这可能是6A2A1板有误动作, 特别是6A2A1的TB1-9接触不良, 被电控机箱顶部风筒的风吹动后产生一个由高-低的变化。

处理方法:

(1) 倒频过程中出现允许调谐灯不灭故障。a.首先切换到另一频道, 观察指示灯不灭现象是否仍存在。通常情况下, 若某路马达不到位, 拨片处于限位点, 继电器没及时释放等都可恢复正常。若灯仍不灭则寻找代播, 再进行处理。b.关掉高压, 合通地开关, 打开一箱门观察一单元马达驱动板哪块指示灯亮, 对相关部分的传动机构及元件查找处理。c.检查6A2K24、6A2K25及6A2A1板是否正常。d.找出故障部件进行更换处理。

(2) 调谐过程中出现允许调谐灯不灭故障。a.调节最后调动的调谐旋钮, 看是否正常。b.若不正常, 则寻找代播后再处理。c.若是马达驱动板上的K1继电器不释放 (不正常的释放电压一般为3~3.8V) , 则更换释放电压为5V的K1继电器。

(3) 播音过程中出现允许调谐灯闪亮时, 先维持播音, 待停机后检查6A2A1板并紧固接线螺丝, 检查相关电位器及各限位拨片是否正常。

4 结束语

(1) 处理流程方法不唯一, 仅供参考。

(2) 处理过程中, 严格遵守技术安全规定, 严禁停用各种保安设备。必须采取相应的安全措施, 确保人身和设备安全。

(3) 以安全传输发射为前提。如处理时间大于开代播时间, 则应立即开代播, 尽量缩短停播时间, 开出代播机后及时进行异态处理。

参考文献

[1]DF100A短波发射机使用说明书[Z].广播电影电视部设备制造厂, 2000.

DF100A型发射机 第4篇

关键词：短波发射机,手动调谐,自动调谐,马达参数

1 前言

DF100A型100kW短波发射机自身不具备自动化功能,靠手动来完成调谐和倒换频率等操作,在日常工作中,短波发射机每天的换频次数较多,在一个有多部该型号发射机的短波机房,经常因开机、倒频等频繁操作而配备较多的值机人员,为了大大降低值班员的劳动强度,有效地提高安全播出质量和实验效果,故对原有的倒频系统进行了自动化改造,改造后的调谐部分同时也兼顾了发射机原有功能,具体改动部分如下:

(1)改进原来频率预制板,研制开发了“KT-FS002频率预置板”,直接替换了原来的拨码式频率预制板,可与工控机通讯实现短波广播范围内任意载波频率的切换;

(2)改动原来末前自动调谐双刀双掷小豆开关为手动/自动切换开关;

(3)对原8块马达驱动板进行了改进,方便维护和控制;

(4)针对电压信号的取样增加了一套分压取样电路(外电电压采用电压互感器);电流信号的取样采用电流互感器;

(5)在控制回路中串入一些自动控制系统的控制接点,用于该系统部分开关信号采样(36路开关量的输入);

(6)改进原有调制器母板,增加48+2块模块状态监测和4路弧光监测功能及音频封锁的控制线路;

(7)该系统主要控制部件安装在发射机的第2机箱单元内。

2 DF100A型100kW自动化系统分析

2.1 系统框图

图1是该系统的原理方框图。系统采用标准工业控制计算机(IPC)进行控制,配有标准PCI/ISA工业总线板卡,实现发射机自动化需要的各种数据采集和控制功能。该系统具有数据采集和控制速度块,可靠性高、控制灵活、可扩展性好、升级方便等特点。该系统软件采用模拟人工调谐技术,实现精确模拟人工调谐,调谐一致性能好,达到模拟人工调谐发射机自动化的技术要求。系统内的数字量的输入输出和模拟量的输出经过光电隔离,有效的减少了控制输入输出的干扰。模拟量的输入经过多级有源滤波,使采集的模拟量稳定可靠。

2.2 自动化调谐实现原理

KT-DF100A型广播发射机自动化系统的核心就是实现自动调谐功能,调谐系统由8路马达及其电路和伺服程序组成,它们分别是:(1)高前调谐、(2)高末调谐、(3)高末调载、(4)高末屏槽电感前棒、(5)高末屏槽电感顶棒、(6)高末屏槽电感后棒、(7)谐波滤波器、(8)平衡/不平衡转换器。调谐逻辑程序分为高前调谐和高末调谐两大部分,高末调谐机构多,逻辑更为复杂,下面详细介绍该系统实现高前调谐和高末调谐的基本原理。

2.2.1 高前调谐设计

高前调谐原理是:末前阴流最小,高末栅流最大。高前调谐方式是采用模拟人调方式调谐。为克服末级对前级调谐的影响在末级初始调谐时我们封锁了高末屏压。为了快速找到调谐点,高前在马达初始定位时采用预失谐方式。以高前表值为依据,步骤分为粗调和细调。粗调时判断高末栅流的表值,标准是要大于0.4A;如高末栅流小于0.4A,程序会驱动马达分别向左或右进行转动,找到使高末栅流增大的方向并继续驱动马达,直到高末栅流值大于0.4A。细调时判断高前阴流的表值,标准是使高前阴流最小;方法是逐步驱动马达找高前阴流的最小点,并最终使马达停在高前阴流的最小点的位置,使末前级精确调谐在谐振状态。

2.2.2 高末调谐设计

高末调谐原理是:帘栅流最大和屏流最小(以屏流最小为主,帘栅流最大为辅)。高末调谐方式是采用模拟人调方式调谐。高末调谐分5kV调谐和10kV调谐两个步骤,但调谐原理和实现方法完全一致。当开机频率不是新频率时,系统会直接在10kV进行调谐,否则将先进行5kV调谐,然后进行10kV调谐。实现步骤:末前调谐完成之后,释放屏压封锁;升高压至5kV或10kV;马达精确定位:采用逐步逼近法实现马达精确定位;具体方法如下:寻找马达正确方向:记录当前的帘栅流的大小Ig21、Ia01和马达位置A,驱动马达转动一步(在发射机的初始化设置中要调整好马达的最小步距,今后在马达控制介绍时会详细说明)并记录帘栅流的大小Ig22、Ia02和马达位置B,先比较Ia02和Ia01的大小,如果Ia01大于Ia02则认为当前方向正确,如果Ia01与Ia02误差不大则比较Ig22与Ig21的大小来决定方向,否则认为反方向为正确方向;寻找谐振点:用B的值取代A的值,继续向正确方向驱动马达转动一步,同样的判断和处理,直到Ia02大于Ia01或Ig22小于Ig21,则马达位置A为屏流最小且帘栅流接近最大的位置,也就是谐振点的位置,驱动马达到达该点,调谐结束。调整反射功率:反射功率的调整是以反射功率最小为判断条件来调整平衡转换器的补偿电容实现的。其实现方法与高末调谐基本相同,只是控制的马达不同而已,它寻找的是反射功率为最小值的点。高末调谐完毕。

3 DF100A型100kW发射机自动化系统维护

3.1 参与调谐表值的维护

参与调谐的表值有7个分别是:高前阴流、高末栅流、高末帘栅流、高末屏流、高末屏压、入射功率、反射功率。这7路取样信号的准确度直接影响到发射机的自动调谐状态,在运行过程中应定期校准自动化表值。特别注意高末屏流、高末屏压,他们决定发射机最终状态。

3.2 参数的设定和维护

3.2.1 马达参数

选择相应调谐马达,设置合理的马达力度和步长,使其马达驱动差值在3左右为宜。更换或调整传动机构和调谐电位器后一定要重新校正和调整马达参数。

3.2.2 调谐参数

在手动状态下人工开启发射机,调好状态,上到高功率,如果认为状态合适,记录下屏流和屏压,在自动化调谐参数界面的高功率参数设定中设置高压参数和屏流参数,屏流参数以记录的值±0.1为设定值低功率的参数设定与高功率类似,将降到低功率(5kv))记录下此时的屏流,屏流参数以记录的值±0.2为设定值,针对发射机的特点可分段设置。

3.3 自动化系统其他方面的维护

扩展接口板及遥控接口板的清洁,检查继电器及各接线端有无松动。频率预置板的清洁,检查接口有无松动。继电器板的清洁,检查各继电器和接线端有无松动。自动化3个开关电源清洁和紧固。3个模拟信号接口板的清洁,检查接线端有无松动。分别对负载、槽路、谐波和平衡转换器的弧光取样板进行清洁,注意板上两个光敏电阻是否松动和弯曲。二单元自动化机柜内的清洁,检查隔离墙,网络线连接是否松动。打开工控机盖板,清洁其内部灰尘,清洗工控机过滤网。

4 自动化常见故障分析及处理

当装有自动化系统的发射机发生故障时,首先判断出是自动化系统的故障还是发射机本身问题,判断的方法是将自动/手动控制小豆开关倒到手动位置,并开机,具体查看是哪里的故障。一般情况出故障的点有以下几个地方:

4.1 调谐失败

马达0点引起的故障,表值不准引起的故障,数据库引起的故障,基础数据过少且密,或有无用数据,谐波实际数据与计算误差较大。

4.2 硬件故障

工控机内板卡故障,外围接头接触不良故障,外围板卡故障等硬件故障。

4.3 自动化故障处理

自动化不能读取马达位置造成“马达驱动超时故障”。

故障现象:手动转动马达或自动化驱动马达转动时对应的马达位置AD值不变(AD值显示一个较固定值或为零)。

故障原因:马达缓冲板中对应的TL074坏。

故障分析:从现象上分析应该是自动化系统中马达位置信号处理电路的问题,即随动电位器中心抽头电压到工控机ISO-813A/D转换数据采集卡的通路有故障。马达位置信号首先经马达缓冲板进行1/3倍放大电路处理后再与-5V参考电压叠加,输出0-10VDC电压经滤波墙送到信号调理板进行滤波缓冲处理,最后送至813卡进行马达位置信号的AD转换,从而工控机准确读取马达位置。

故障处理:断马达缓冲板电源,更换TL074集成块,调整其放大倍数为1/3。并测试参考电压为-5VDC。

总结:据以上分析,产生此故障现象的原因可能问题出在以下几个部位。(1)马达缓冲板信号压缩处理电路。(2)信号调理板缓冲电路。(3)电缆连接故障。

5 结语

通过对DF100A型100kW短波发射机自动化系统分析,使我们了解了自动化倒频调谐的原理,及其常见故障处理的方法,提高了维护发射机的能力,使机器能够可靠稳定的运行。

参考文献

[1]郭宝玺《.大功率新型短波发射机射放技术》。

DF100A型发射机 第5篇

传统的短波发射机本身不具备自动化的功能, 整个操作流程都需要靠手动进行调谐和换频工作, 由于日常的工作量十分巨大, 工作人员的工作强度十分巨大, 因而, 经常会出现一些细节上的失误, 影响整个播出的效果。为了解决这些问题, 在经过反复的实验和研究后, 最终研制出了新型的DF100A型100k W短波发射机。与传统的短波发射机相比, DF100A型100k W短波发射机, 具有以下优点:

第一, 改进了原来的频率预制板, 研制出了“KT-FS002频率预置板”, 最终实现在一定的短波范围内的任意载波频率的切换, 使整个操作更加的简单和精确。

第二, 改进了原来的驱动板, 使得对于整个系统的调节和控制更加的方便, 简化了操作的程序。;

第三, 增加了原有的调制母版的数量, 增加到了50模块的状态, 提高了对于系统运行的监测功能, 控制音频的封锁线路。

2 DF100A型100k W短波发射机自动化系统分析

2.1 自动化系统分析

自动控制功能的得以实施, 的其关键是使用了工业总线板卡, 这极大的地提高了广播发送的效率和准确性。整个系统的软件通过模拟人工调谐, 最后实现精确人工调谐, 增强了调谐的精确性, 最终实现整个系统运行的自动化。

2.2 自动化调谐分析

自动化调谐是DF100A型100k W短波发射机区别于传统的短波发射机的最大的特点。DF100A型100k W短波发射机, 通过电路、伺服程序和8路马达几部分元素来实现自动调频的。

2.2.1 高前调谐设计

高前调谐通过模拟人的调谐方式, 当高前屏极槽路处于正调谐时, 屏极负载接近于纯阻抗, 这应用了高末槽栅流大, 高末前阴流小下的原理。将高前表值当作参考数据, 实现高前调谐。

2.2.2 高末调谐设计

高末调谐主要通过调节使帘栅电流调到大最大值, 或者将屏流调到最小值。在调节的过程中, 首先要讲将屏流调到最小值, 如果为了达到最佳的效果, 也可以将帘栅调到最大值。高末调谐主要以人调为主。高末调谐的方法大体上与高前调谐的方法相同。

3 DF100A型100k W短波发射机自动化系统的维护

3.1 参与调谐表值维护

为了更好的地维护对调谐表, 进行维护需要明确调谐的表值为:分为高末压屏、高末栅流、入射功率、反射功率、高末屏流、高前阴流、高末帘栅。这些表值对于短波发射机的调谐状态有着直接的影响, 要及时、准确注意校对对于每部分表值的校对, 要做到校对的及时和准确。

3.2 参数的设定和维护

3.2.1 马达参数

马达驱动的差值一般保持在3左右为最佳, 马达的力度和步长的设置十分重要, 需要特别注意。此外, 在传动机后, 一定要重新调整马达参数, 以确保数据的准确性。

3.2.2 调谐参数

工作人员开启发射机, 调到高功率, 并记录下屏流和屏压的数据, 设置高压参数和屏流参数, 屏流参数需以0.2为基础值。

4 自动化常见的故障的分析和处理

4.1 调谐失败

调谐失败是系统常见的故障, 主要是由于马达0点引起的表值不准。这主要是由于数据库的引用了太多的无用数据, 进而影响到调谐的数值。出现此类故障时, 需要仔细检查数据库的数据, 根据数据库的情况, 适当的增加数据库的数据, 或者及时清除无用数据。

4.2 硬件故障

自动化系统的工控机内板卡和外围接头容易极易出现故障, 这种影响的此类故障会影响系统的正常运行产生直接的影响。出现故障时, 需要仔细检查对于系统的硬件进行仔细的检查, 如果因外围板卡陈旧影响了运行, 需要及时更换新的外围板卡。;如果检测出外围接头出现接触不良的情况, 需要及时更换外围接头。

5 结语

F100A型100k W短波发射机自动化系统的使用, 对于广播行业的发展有着重要的意义。通过实现短波发射的自动化, 提高了工作的质量和效率。各个相关单位应该了解F100A型100k W短波发射机自动化系统的含义和优点, 并且通过培训了解掌握F100A型100k W短波发射机自动化系统的维护和修理工作, 以提高其工作的效率。

参考文献

[1]薛丛玲, 薛仙玲.DF100A型100k W短波发射机自动化系统分析[J].数字技术与应用, 2013 (9) .

DF100A型发射机 第6篇

我台共有14部DF100A型100k W短波发射机, 在投入运行以来发现原来的液位接点、末级电子管管座中的栅爪接点等在设计上都存在有缺陷;发射机的高末级放大器使用的是大功率金属陶瓷四极管, 但四极管帘栅极却存在着负阻效应, 对安全播出造成很大影响。针对上述存在的问题, 我们进行了认真的调研和分析, 并进行了改造。

2发射机存在的问题和改进措施

2.1液位接点的改进

2.1.1液位接点 (干簧管) 的工作原理

DF100A型100k W短波发射机共有4套液位接点组件, 实际为4套干簧管接点。液位接点即干簧管, 是干式舌簧管的简称, 是一种有触点的无源电子开关元件, 具有结构简单、体积小便于控制等优点, 其外壳一般是一只密封的玻璃管, 管中装有两个铁质的弹性簧片电板, 还灌有一种叫金属铑的惰性气体 (见图1) 。平时, 玻璃管中的两个由特殊材料制成的簧片是分开的。当有磁性物质靠近玻璃管时, 在磁场磁力线的作用下, 管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触, 簧片就会吸合在一起, 使结点所接的电路连通;外磁力消失后, 两个簧片由于本身的弹性而自动分开, 线路被断开。DF100A型100k W短波发射机中的液位接点的工作过程就是通过水位的高低, 使浮漂 (磁环) 上下浮动, 来控制接点的通断 (见图2) 。

2.1.2液位接点设计上存在的缺陷

DF100A型100k W短波发射机上使用的4套液位接点的工作原理是靠浮漂的上下浮动来控制电子接点A和B的通断, 使相应的继电器受控, 继电器的接点控制面板上相应的故障指示灯, 正常时 (接点接通) 为绿色;故障时 (接点断开) 为红色。我台自开播以来, 由于液位接点发生的故障, 已造成20多次停播事故。虽然我们缩短了对液位接点的检修周期 (周检) , 并加大了对液位接点质量的检查, 但仍时有因液位接点的损坏, 而造成的停播事故的发生, 液位接点的故障已成为发射机的一大隐患。通过我们不断的观察, 发现液位接点本身并无质量问题, 而是由于当初设计安装时, 塑料材料耐腐蚀性能差, 存在有缺陷, 使长期浸泡在水中的液位接点的接线口处渗水, 导致液体进入到接点的内部, 造成接点的误动作;另外, 由于液位接点连接口为螺旋口, 安装时很容易造成接口处密封胶垫破裂, 也会导致液体进入接点内部。图3为2S4、2S5、2S6原液位接点组件示意图, 图4为2S7原液位接点组件示意图。

2.1.3液位接点的改进

(1) 由于4套液位接点组件是分别用来控制PA蒸发锅水位高低的 (2S4——控制低水位切断接点, 2S5——控制低水位告警接点, 2S6——控制高水位切断接点, 2S7——控制PA蒸发锅水流量接点) , 除控制PA蒸发锅水流量接点的2S7安装在机箱上之外, 其余三套液位接点全部安装在水箱中, 并且其安装的高低位置也各不相同。为了便于设备的安装和维护, 我们将2S4、2S5、2S6三个液位接点都固定在一个铜管上 (见图5) , 底部密封, 接点安装在铜管内部, 出线口用密封胶封死, 再根据水箱水位的位置调整接点和铜管浮漂间距, 铜管长35cm, 安装好接点后, 将铜管出线接口处用密封胶封死, 并露出水箱;2S7铜管长11cm, 上部和内部全为螺口 (见图6) , 出线接口处用密封胶封死。

(2) 为保证2S7正常的工作状态, 防止浮漂随意漂动, 在铜管上用聚四氟薄片分隔固定。

(3) 2S4、2S5、2S6浮漂之间的隔离是用四片聚四氟薄片进行分隔, 上磁环时, 为防止误动作, 要调整好三个磁环之间的“N极”、“S极”的位置, 否则会造成相邻两个接点之间的误动作。

液位接点改造后, 改变了液位接点传统的安装方法, 改进了原有的设计缺陷, 彻底杜绝了液体进入管内, 损坏液位接点的可能性, 大大减少了停播事故的发生。

2.2栅爪的改进

2.2.1栅爪接点存在的问题

DF100A型100k W短波发射机中, 高末级电子管管座中使用的栅爪也是一个较易出现故障的部件, 当管座中栅爪出现烧伤故障后, 其故障现象是:发射机加高压和激励后, 末级偏压表指示为直流400V、无高末栅流, 呈现末级断激的现象, 同时高前阴流增大, 约0.52A~0.6A, 功率控制板9A5的联锁5灯 (末级无激励或激励不足) 灭, 同时音频通路板9A4的非工作指示灯被点亮;有时出现栅爪故障时, 发射机断高压, 冷却一会儿后, 再加高压、加激励后, 高末表值又指示正常, 又可以继续维持播音, 有时可维持几分钟, 有时可维持一天, 其后故障又会重复出现。此故障在各发射台站出现频率较高, 已经引起了各单位的高度重视。要想彻底杜绝此类故障, 首先要认真分析故障发生的原因。由于厂家生产的栅爪材料弹性欠佳, 在安装电子管时, 若下压至电子管栅极簧片的力度不够, 就会造成栅爪接触点的接触电阻增大, 引起过热, 过热又会进一步引起栅爪弹性下降, 使栅爪接触点的接触电阻进一步加大, 直至栅爪烧毁, 引起高末栅极开路, 造成高前级输出无负载, 失谐, 致使末前阴流增大。由于高末栅极开路, 造成回路无栅流, 无法产生自生偏压, 因此高末偏压表值就只有固定直流偏压400V, 同时栅流传感器1PS5A1输出低电平, 导致功率控制板9A5的联锁5灯灭, 音频通路板9A4非工作指示灯被点亮, 封锁调制器, 无法加高压, 造成高末级无其它表值指示。虽然我们缩短了对栅爪接点的检修周期 (月检) , 但在每个月的检查中, 仍有部分栅爪接点出现过热变色现象, 而不得不再次更换栅爪。通过我们不断地观察、总结和研究, 发现原有栅爪有三个不足之处。

(1) 由于原栅爪是靠压力接触, 所以对栅爪接点的簧片要求比较高, 但厂家提供的栅爪簧片材料弹性较差, 导致栅爪与电子管栅极接触不良。

(2) 栅爪接点太小, 使得其接触面积太小, 稍有接触不良就会出现过热烧毁现象, 造成停播。

(3) 对栅爪接点的角度要求比较高:栅爪与电子管的接触好坏, 与栅爪本身所处的角度有直接关系, 角度小 (但角度也不能太小, 否则栅爪尺寸会缩短) , 弹性比较大, 能使栅爪与电子管栅极接触紧密, 而大多数备件不符合要求, 为此我们得重新加工。图7为原栅爪接点示意图。

2.2.2栅爪接点的改进

通过故障原因的分析得知:栅爪烧伤主要是由于栅爪的结构、制作工艺和簧片材料所造成的, 必须对栅爪的结构和制作工艺及簧片的材料进行改进。

(1) 将原来的单面压力接触改为双面插接式接触, 其优点是接触牢靠、使用寿命长, 同时加大了接点的接触面积 (见图8) 。将改造后栅爪上机试验, 一年多没有出现栅爪烧坏的情况, 效果显著。

(2) 在以前的栅爪维护中, 为了确保栅爪和电子管栅极接触良好, 要通过目测、手按、三用表测量, 在必要情况下还得拆掉灯丝盘, 来确保栅爪的全部接点都和电子管栅极接触良好 (因为栅极工作于高频, 如果稍有接触不良就会造成栅极退火烧毁) , 再进行栅爪的安装。使用改进的栅爪后, 由于其接点少, 接触面积大, 并且有良好的弹性, 可以确保接点接触良好 (见图9) 。局规定, 更换栅爪的时间为50分钟, 而以往处理此类故障的时间一般在30多分钟左右, 现在更换改进的栅爪后, 即使是值班员处理也只需大约15分钟就可完成, 值班长及专业检修人员在10分钟左右就可完成, 大大节约了处理故障时间。且使用改造后的栅爪接点也大大减轻了值班人员的维护工作量。

2.2.3栅爪的安装及拆卸步骤

(1) 卸下高末灯丝盘;

(2) 松开与3C21上面连接片的螺丝使3C21能脱出;

(3) 松开3C21与帘栅盘连接的螺丝;

(4) 松开3C21与高末栅极相连的放电球处绝缘柱的螺丝;

(5) 将栅爪的固定基板与3C21用螺丝连接好;

(6) 将3C21和连接好的栅爪插入电子管的栅极, 然后按上面的5、4、3、2、1的步骤将各部分恢复。

2.3消除帘栅极负阻效应的方法

2.3.1射放末级存在的负阻效应

DF100A型100k W短波发射机的高末级所使用的管型为大功率金属陶瓷四极管4CV100000C (或者国产管FD003Z、FU3124ZA) 。自开播以来多次发生如下故障:在播音过程中, 高末级帘栅流由2A下跌至0.9A左右, 又从0.9A升到2A, 帘栅电流上下浮动, 造成发射机屏流过荷;故障时, 在载波状态下, 电子管的静态帘栅流的摆幅通常为30m A~130m A。在四极管中, 由于制造电子管材料和电子管本身结构等原因, 帘栅极的二次电子放射是难以避免的。为加速电子的运动, 帘栅极接有较高的正电压 (4CV100000C的帘栅压为800V) , 而屏极作为输出端, 其电位是不断变化的。发射机在播音中, 在高调制时, 当处在高末屏压的最低点附近时, 瞬时帘栅流剧增, 产生二次放射电子, 并快速射向屏极, 当管外元件满足其振荡条件时, 会产生负阻振荡。

由于二次放射的作用, 反向帘栅流增大, 在外电路所接帘栅电流表的指示就表现为帘栅流下跌。另外, 由于屏极和帘栅极之间的二次电子不受控于栅极, 当屏极电流超过规定值时, 必然导致发射机屏流过荷保护, 所以, 判定为电子管负阻效应所引发的故障。

对发生故障的发射机, 通常采取下列方法检查负阻效应:在载波状态下, 改变激励电压, 使激励电压由小到大, 同时观察帘栅电流表的变化情况, 发现高末级帘栅流随激励的增大而下降, 随即回升, 该现象说明, 当激励增大, 帘栅极截获的电子数量增多, 形成的反向帘栅电流增大, 同时进一步证明了电子管存在帘栅极负阻效应。

2.3.2消除负阻效应的方法

(1) 四极管工作原理

四极管中的帘栅极具有加速电子运动的作用, 可提高四极管放大器的增益, 并对栅极和屏极之间的静电耦合起到屏蔽的作用。但由于帘栅极的作用, 在屏极和帘栅极之间会发生二次电子的转移, 造成负阻效应、伏安特性变差、产生二次电子噪声等问题。

在四极管中, 当帘栅极截获电子而又不产生二次电子放射时, 帘栅电流应为正值。此时, 阴极所放射的电流就近似为屏流和帘栅流两部分之和, 即Ik=Ia+Ig2。

当帘栅极截获电子产生二次电子所形成的反向帘栅流大于正向帘栅流时, 在外路的电流表将指示负值。出现负帘栅流说明由于二次电子转移而形成的负帘栅流大于正向帘栅流。任何四极管的帘栅极总电流为正向帘栅流与负向帘栅流之和, 那么, 总帘栅电流为, 如图10所示。当产生二次电子放射后, 如其形成的反向帘栅流很大, 但仍小于正向帘栅流时, 则外电路所接的帘栅流表指示帘栅流下跌。

虽然四极管存在反向帘栅流是正常现象, 但在实际运用当中, 总希望反向帘栅流越小越好。过大的反向帘栅流造成的不良影响主要有:

(1) 屏极和帘栅极之间的电流分配系数改变, 电子管特性不稳定;

(2) 电子管失控, 屏流过荷;

(3) 电子管噪声增大;

(4) 产生负阻振荡。

(2) 大功率金属陶瓷四极管的负阻效应的解决办法

大功率金属陶瓷四极管的负阻效应主要表现在帘栅极。虽然作为射频功放所使用的大功率金属陶瓷四极管, 一般都使剩余屏压高于帘栅压, 但是当帘栅极的二次放射电子飞向屏极, 就使得帘栅流对帘栅压的动态特性曲线进入负阻区, 此时如果回路元件适当, 就会产生负阻振荡。

在帘栅极和地之间加装合适的无感泄放电阻, 为反向帘栅流提供一个低阻抗通路, 可以有效地抑制负阻振荡, 其原理如图11所示。

在图11 (a) 中, 设反向帘栅流为If, R两端的电压降为IfR, 此时产生的有效帘栅压为 (IfR+Ug2) , 帘栅压的增加值为IfR。由于帘栅压增加, 二次电子放射势必增大, 从而造成帘栅压的再次增大, 恶性循环形成负阻振荡;如果在帘栅极和阴极之间加装一只电阻Rx, 如图11 (b) 所示, 为If提供一个泄放通路, 其电流为Ix=If-I, 则A点的电压将维持在 (Ug2-IR) , 这样就可以有效地抑制负阻振荡。

以前处理射放末级存在的负阻效应的故障时, 通常采用更换高末级电子管的方法。经过分析, 我们采取了从电子管以外的电路解决此问题, 其措施为:在帘栅极和地之间加装合适的无感泄放电阻, 为反向帘栅流提供一个低阻抗通路。其理论依据是:由于帘栅极加有较高的正电压, 泄放电阻上的功率损耗很大, 必须用多个大功率无感电阻串并联, 以增大泄放电阻的功率。经反复试验、论证, 我们采用470Ω/100W四只电阻串联, 即在帘栅极加装2kΩ的泄放电阻。

2.3.3改造后应用情况

在我台短波机高末级帘栅加入泄放电阻后, 通过实际运行考验, 彻底解决了帘栅流下跌又回升引起过荷的问题。短波机的静态帘栅流稳定, 左右摆动的漂移现象彻底消除。

该措施的主要优点是简单易行、节约成本, 而且对抑制反向帘栅流有较明显的效果, 有效地抑制了负阻效应引起的振荡, 使得高末帘栅流稳定, 消除了帘栅流下跌现象。该项措施对发射机高末级的工作状态起到了稳定的作用, 延长了电子管的使用寿命, 并且, 无感电阻价格低廉, 安装方便, 具有推广应用价值。

3结束语

上述几项技术改造极大地丰富了我台对DF100A型100k W短波发射机的维护经验, 不仅减少许多硬故障的发生, 而且使发射机运行更加稳定。同时, 在项目实施过程中锻炼了维护队伍, 对我台安全播音, 确保“三满”播出奠定了扎实的基础。

摘要：本文对DF100A型100k W短波发射机中存在的液位接点、栅爪接点以及高末帘栅极负阻效等问题进行了深入的分析, 并介绍了具体改进的措施。

关键词：液位接点,栅爪接点,射放末级,改造

参考文献

DF100A型发射机 第7篇

关键词：穿心电容,磁场,涡流损耗

0引言

我台10部DF100A型短波发 射机长时间运行时,随着射频机箱内温度升高,当发射机开17MHz频率时,会出现烧坏3C33穿心电容故障,进入4月后,环境温度升高,3C33穿心电容损坏故障明显增多,有时一天就烧坏3个3C33穿心电容,偶尔出现播15MHz频率时3C33穿心电容击穿故障,严重影响到安全播出工作。

为了解决3C33穿心电容炸裂故障,必须了解3C33穿心电容在电路中的作用,摸清炸裂的原因。

3C33穿心电容在电路中的作用有以下两个方面 :

(1) L9//C19,隔直耦合电容C21,穿心电容C33,高末栅极输入电容Cin等,构成高前屏极谐振回路,如图所示。

其中Cin是高末电子管的输入电容。

(2) 3C33作用是滤除高频震荡,但3C33既是末前调谐的一部分,也是高末中和电路的一部分。高末中和电桥如图所示 :

3C34是中和电容。Cag1是高末电子管屏栅级间电容。

中和电桥是为了消除由极间电容引起的直通和反作用,直通是指激励信号所产生的高频电流的一部分通过Cag1直接送到末级的板极回路,在末级谐振两端产生压降,极间电容越大、板极负载阻抗越大、工作频率越高直通的影响越大。直通的不良影响 :当电子管板流截止时,由于直通的存在板回路电流不能完全截止,当有调幅时,得不到100% 调幅,造成调幅信号的失真。反作用是指板极电流通过极间电容影响到前一极板回路,造成前级负载的不稳定。反作用的不良影响是 :一末极电子管的输入阻抗变化,且引起末前板极回路的失谐,工作不稳定,另一方面使末极板流直流分量最小值和帘栅流不同时出现。

1 3C33 故障及分析

3C33的故障表现在两个方面 :一是击穿,表现的是末前过荷,同时可能伴随着3R16的炸裂,原因是末前屏压通过3C33接地 ;二是3C33的开路,现象是有末前流0.6A,高末栅流为零,末前调谐不起作用,高末封锁。原因是 :3C33开路,中和电桥平衡条件不存在了,且输出电路即高末屏极的信号通过中和电容3C34在没有3C33分压的情况下直接加到了高末输入回路即末前屏槽上,由于输入和输出电路上的电压是同频反相的,构成负反馈在很大程度上抑制了高末栅极的输入信号,使得高末栅流很小或为零。

通过分析3C33穿心电容在电路中的作用,再结合机房3C33穿心电容故障现象,大都是末前过荷,3C33穿心电容击穿炸裂,致使末前屏压通过3C33接地,但3c33的工作电压远低于它的耐压值(3c33参数 :耐压12KV,容值1500p)因此3c33被高压直接击穿的可能性很小。通过分析我们认为是温度原因。

分析如下 :

3c33穿心电容的芯轴与固定螺丝、螺母都是合金的,因此在磁场中金属涡流损耗热量的影响会很大。我们知道电磁感应作用在导体内部感生的电流 -- 又称为傅科电流。导体在磁场中运动,或者导体静止但有着随时间变化的磁场,或者两种情况同时出现,都可以造成磁力线与导体的相对切割。按照电磁感应定律,在导体中就产生感应电动势,从而驱动电流。这样引起的电流在导体中的分布随着导体的表面形状和磁通的分布而不同,其路径往往有如水中的漩涡,因此称为涡流。

导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时,因涡流而导致能量损耗称为涡流损耗。涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。置于随时间变化的磁场中的导体内,也会产生涡流。

大块的导体在磁场中运动或处在变化的磁场中,都要产生感应电动势,形成涡流,引起较大的涡流损耗。从涡流损耗大小与各种因素的关系看出,在导体运动、形状、磁导率和电导率都不变的情况下,只与磁场的变化有关,就是与工作频率有关系。经过我们的测试也证明这一点,如发射机 播17500KHz时螺丝温度74度,播15640KHz时螺丝温度63度,播13610KHz时螺丝温 度55度, 播11770KHz时螺丝温度54度。如何减少涡流损耗,使温度降低呢,在现有的条件下我们不能改变播音频率、导体运动、磁导率、电导率,只有想办法改变导体形状,因为铜材相对磁导率为1,而所有合金的相对磁导率最小也是150,用铜螺母、铜垫片换掉原来的合金材料,这就减小了磁导面积,变相的改变了导体的形状。通过测试发现温度变化了,如发射机播17500KHz时螺丝温度降到68度,播15640KHz时螺丝温度到57度,播13610KHz时螺丝温度51度, 播11770KHz时螺丝温度50度。所有频率3C33穿心电容螺母上的温度降低了约6度左右。并且是播音频率越高,温度变化越大,这一改变大大减少了涡流损耗。更换铜螺母后,为了防止3C33穿心电容滤高频的效果,必须对中和进行了调整,尤其是播13MHz以上频率的发射机。这才会使发射机播音更稳定。

另外我们从电容器的特性研究 ;电容器的充放电和电容器的漏电流会在电容上产生发热损耗,加上射频机箱本身的高温环境,电容器的电气性能会发生变化进一步加剧发热损耗,这时就会出现两种情况破坏电容 :一是散热不良致使电容受热炸裂,这种情况下电容被灼烧得痕迹轻微但碎裂严重。二是耐压值的变化致使瞬间高压击穿,这种情况下电容灼烧严重,甚至心轴金属被烧化但碎裂轻微有时不会碎裂。以上两种情况的根源在于温度的影响。发射机使用的3C33是穿心电容,而穿心电容最大的弱点是怕高温和温度冲击。但在这里为什么要使用穿心电容呢?是因为穿心电容不仅没有引线电感造成电容谐振频率过低的问题,而且穿心电容可以直接安装在金属面板上,利用金属面板起到高频隔离的作用。

了解了穿心电容的特性和分析了问题的根源后,我们从解决电容散热问题着手,通过反复研究、试验,在穿心电容的磁盖上打散热孔,效果很好,如17500KHz更换前螺丝温度74,更换螺丝后降到68度,更换3C33电容上盖 后降到58度。15640KHz更换电容上盖前螺丝温度57度,更换3C33电容上盖 后降到54度。13610KHz更换电容上盖前螺丝温度51度,更换3C33电容上盖 后降到48度。11770KHz更换电容上盖前螺丝温度50度,更换3C33电容上盖后降到47度。

2 3C33 电容改造前和比较

对电容进行冷却改造前、后的对比图

改造前

改造后效果 :

改造前后温度对比表

3 小结

DF100A型发射机 第8篇

1 直流伺服电机介绍

1.1 直流伺服电机的定义和分类

直流伺服电机的定义为:转子转速受输入信号控制, 能快速反应, 且在控制系统中作执行元件, 具有机电时间常数小、线性度高、始动电压小等特点的在伺服系统中控制机械元件运转的电机, 是一种协助马达间接变速的装置。

直流伺服电机分为有刷式和无刷式两种。有刷式直流伺服电机又可分为永磁式和电磁式两种。根据所使用的永磁材料的不同, 永磁式常用的有稀土永磁、铁氧体永磁和铝镍钴永磁。DF100A型广播发射机使用的是有刷式稀土永磁直流电机。

1.2 直流伺服电机结构及其工作原理

直流伺服电机主要由定子、转子、电刷、换向器、外壳等组成。工作时不能动的部分被称为静止部分或定子, 能动的部分被称为转动部分或转子。定子磁极是一种产生磁场的装置, 采用永磁体 (永久磁钢) 材料制成, 按其结构形式可分为圆筒型和瓦块型两种。DF100A型发射机使用的是瓦块型磁体。转子, 也称电枢, 是电机中产生感应电动势的部分。电刷:顶在换向器表面, 电机转动的时候将电能通过换向器输送给线圈。换向器:能够让电机持续转动下去的部件。图1为DF100A型发射机中使用的有刷永磁稀土直流电机实物图。

直流伺服电机的工作原理是:依靠定子磁极的作用, 在定子和转子之间的气隙中建立磁场, 使电枢绕组在此磁场的作用下产生感应电动势和电磁转矩, 并通过将电压信号转化为转矩和转速, 以驱动控制对象、准确控制速度和位置精度。具体工作原理图如图2所示。

图2中, 在电刷A, B之间加上直流电压U, 直流电流从电刷B、换向器E流经线圈a, b, c, d, 再从换向器F、电刷A流出。线圈a, b和c, d分别受到电磁力的作用, 通过左手定则判断可知产生的电磁力F的方向如图2所示, 这时, 线圈便顺时针转动起来。当线圈转到平衡位置时, 两电刷恰好接触到两半环间的绝缘部分, 由于惯性作用, 线圈继续转动, 转过平衡位置后, 电流改变方向, 恰好与图2中的电流方向相反。根据左手定则, 线圈仍然以顺时针方向转动, 并转到平衡位置, 电流又自动改变方向继续转动。就这样, 线圈便周而复始地转动起来。

1.3 直流伺服电机的基本特性

直流伺服电机的基本特性主要包括: (1) 机械特性。在输入的电枢电压U保持不变时, 电机的转速n随电磁转矩M的变化而变化的规律被称为直流电机的机械特性。 (2) 调节特性。直流电机在一定的电磁转矩M (或负载转矩) 下, 其稳态转速n随电枢控制电压U的变化而变化的规律被称为直流电机的调节特性。 (3) 动态特性。从原来的稳定状态到新的稳定状态存在一个过渡过程, 这就是直流电机的动态特性。

2 在DF100A型短波发射机中的具体应用

DF100A型发射机调谐驱动控制有手动调谐和自动调谐两种方式, 其调谐的作用就是对伺服电机进行精确控制, 使之带动其他随动器件转动到合适的位置, 从而实现调谐匹配的目的。手动调谐是指手动调整主动电位器, 使之与送入马达驱动板的随动电位器中心抽头的电压进行比较, 输出一个正的或负的电压, 从而驱动伺服电机正转或反转。当随动端与主动端的电压差为零时, 电机停转, 并达到正调谐点。手动调谐主要是基于伺服电机控制比较简单、精度高、稳定性好、力矩波动小等优点。

自动调谐时, 驱动板的随动端接地, 工控机根据当前值和目标值的关系, 确定送出一个正的或负的电压到马达板主动端, 马达板的输出驱动电机正转或反转, 一直转动到工控机的目标AD值后停止。由于伺服电机具有良好的机械特性和调节特性, 因此在发射机自动化控制中, 设计使用D/A卡输出固定电平进行电机快速驱动和脉冲电平进行电机步进驱动, 使电机到达预定位置, 实现发射机的自动调谐。

无论手动调谐还是自动调谐, 都能够成功实现对伺服电机的精确控制。利用其良好的线性特性, 便可以通过改变电压成比例地改变电机速度, 通过改变电流来改变扭矩, 因此伺服电机在发射机的调谐控制中发挥着重要作用。

3 直流伺服电机使用性能分析

直流伺服电机由于其机构复杂、电刷和换向器易磨损等缺点, 使其在使用中容易出现稳定性下降、驱动电流变大等情况, 进而导致调谐周期延长, 甚至影响到调谐的成功率。表1为我机房B04号近年来日常维护测试数据。

(备注:以上数据均为有载驱动电流测试, 其中, 2011年的数据是机房大修大检、全面维护电机时更换新电机的测试, 2012年和2013年的数据为周期维护测试。)

从表1可以明显看出, 随着使用时间和使用频率的增加, 驱动电流在逐渐增大。在平时的调谐过程中, 能明显发现驱动噪声过大、可控性变得较差的情况, 严重时会使得自动化调谐失败, 造成效率低下、资源浪费, 且有可能存在潜在的故障隐患, 因此, 定期的检查、测量是维护直流伺服电机的必要手段。建议使用直流有刷电机综合检测仪对其进行检测。该设备能够对有刷电机的电压、电流、转速等参数进行精准的测试分析, 并能与示波器相连, 把电机的运行特性通过示波器展示出来, 进而快速、有效地对直流有刷电机的运行状况进行检测, 确保电机的高效运行。

4 直流伺服电机的故障判断和维护

4.1 直流伺服电机的故障判断

电机运行时, 可通过以下方法及时预防和排除故障, 保证电机的安全运行, 包括: (1) 看转速是否变慢或被卡住。如果是, 则可能是电机严重过载或接线接触不良。 (2) 听电机是否有杂音或其他特别的声音。如果发出的噪声太大, 包括电磁噪声、轴承杂音、机械摩擦声等, 则可能是故障先兆或故障现象;如果电机发出忽高忽低且沉重的声音, 说明定子与转子之间的气隙不均匀, 造成轴承磨损, 从而使定子与转子不同心;如果轴承有杂音, 说明润滑脂干涸或缺油, 应拆开轴承加注适量润滑脂。 (3) 闻电机的气味。如果发现有特殊的油漆味, 说明电动机的内部温度过高;如果发现有很重的糊味或焦臭味, 则可能是绝缘层被击穿或绕组已烧毁。 (4) 摸电机一些部位的温度也可判断故障原因。为确保安全, 用手摸时应用手背去碰触电机外壳、轴承周围部分, 如果发现温度异常, 则应及时排查, 消除隐患。

4.2 直流伺服电机的维护

电机的维护主要是电刷的定期更换和轴承的清洁。

影响直流电机碳刷使用寿命的因素除了机械接触而产生的磨损外, 更重要的是换向火花的烧损, 因此, 换向性能的改善可以直接减小碳刷的烧损速度, 延长碳刷的使用寿命。一般驱动电机碳刷的更换周期为三个月, 而大气隙结构碳刷的使用寿命在2年以上。

轴承一般在使用2 000 h后应进行清洗和加油。轴承的清洗方法有以下两种: (1) 热油清洗法。由于使用时间长, 软干油或防锈膏硬化的轴承应浸在100~200℃的热机油中, 用钳子夹住轴承, 然后用毛刷将轴承上的油污刷干净。 (2) 一般清洗法。把轴承放在煤油中浸泡5~10 min, 然后用细软的毛刷刷洗, 将滚珠和缝隙内的油污洗净, 再放到汽油里清洗一次, 取出后放在干净的纸上。

5 结束语

直流伺服电机是DF100A型短波发射机调谐系统的重要组成部分, 也是发射机手动、自动调谐成功与否的关键因素, 因此, 针对伺服电机制订合理的维护周期和有效的维护措施对发射机的稳定运行和安全广播意义重大。

参考文献