潘會(huì)蘭 安海燕
摘? 要:DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)在發(fā)射機(jī)中發(fā)揮著重要作用,它控制著頻率合成器輸出相對(duì)應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)頻率,可完成10個(gè)預(yù)置調(diào)諧頻道的定點(diǎn)位置的設(shè)置,實(shí)現(xiàn)調(diào)諧元件的粗調(diào)和細(xì)調(diào),由此可見(jiàn)各個(gè)調(diào)諧元器件的位置決定著發(fā)射機(jī)能否正常穩(wěn)定運(yùn)行,直接影響著電臺(tái)的安全播音工作。為此,通過(guò)對(duì)DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)的研究,自主開(kāi)發(fā)組建了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)教學(xué)和測(cè)試平臺(tái),文章重點(diǎn)介紹其構(gòu)成、主要內(nèi)容、特點(diǎn)及應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞:DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)平臺(tái);構(gòu)成;原理分析;主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn);應(yīng)用效果
中圖分類(lèi)號(hào):TN948.53? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2096-4706(2021)01-0040-04
Realization and Application of Tuning System Platform for DF100A 100 kW Shortwave Transmitter
PAN Huilan,AN Haiyan
(State Administration of Radio and Television 2022,Kashgar? 844000,China)
Abstract:DF100A 100 kW shortwave transmitter tuning system plays an important role in the transmitter. It controls the frequency of the excitation signal corresponding to the output of the frequency synthesizer,and can complete the setting of the fixed position of 10 preset tuning channels,so as to realize the coarse and fine tuning of the tuning elements. It can be seen that the position of each tuning element determines whether the transmitter can operate normally and stably,and directly affects the safe broadcasting work of the radio station. Therefore,through the research on the tuning system of DF100A 100 kW shortwave transmitter,a standard teaching and testing platform for DF100A 100 kW shortwave transmitter tuning system has been developed and set up. The composition,main contents,characteristics and application of the platform are mainly introduced.
Keywords:DF100A 100 kW shortwave transmitter tuning system platform;composition;principle analysis;main innovation;application effect
0? 引? 言
無(wú)線(xiàn)電臺(tái)作為國(guó)家廣播發(fā)送與維護(hù)的直屬單位,發(fā)射機(jī)是其重要組成部分,其中DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)屬于無(wú)線(xiàn)局下屬電臺(tái)中眾多電臺(tái)共同擁有、使用和維護(hù)的機(jī)型。眾所周知,在DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)的組成部件中,調(diào)諧系統(tǒng)是它的重要組成部件,其工作狀態(tài)的好壞直接影響著發(fā)射機(jī)能否正常運(yùn)行,與電臺(tái)安全播音工作息息相關(guān)。該系統(tǒng)控制8路調(diào)諧元器件,起到諧振、濾波、阻抗變換的作用,是發(fā)射機(jī)高效穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。調(diào)諧系統(tǒng)主要由調(diào)諧控制單元、調(diào)諧馬達(dá)組件、調(diào)諧負(fù)載元器件、遙控接口板、調(diào)諧驅(qū)動(dòng)板卡等組成。其作用主要有以下幾點(diǎn):
(1)倒頻時(shí)可控制頻率合成器輸出相對(duì)應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)頻率。
(2)可完成10個(gè)預(yù)置調(diào)諧頻道的定點(diǎn)位置的設(shè)置,完成負(fù)載的粗調(diào)。
(3)可對(duì)波段以外的5路調(diào)諧元器件進(jìn)行微調(diào)。
(4)在調(diào)諧不到位時(shí)會(huì)有明顯的指示(允許調(diào)諧燈不滅),并控制封鎖調(diào)制器工作。
由此可知,DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)的控制部件很多,機(jī)械傳動(dòng)復(fù)雜,馬達(dá)負(fù)載聯(lián)動(dòng)工作量大,涉及電工電子通信知識(shí)點(diǎn)較多,對(duì)于其控制原理的學(xué)習(xí)以及掌握其備件維護(hù)要點(diǎn)尤其重要。無(wú)論是老值班員還是新參加工作的大學(xué)生,都需要積累本行業(yè)工作經(jīng)驗(yàn),還需提升維護(hù)發(fā)射機(jī)的業(yè)務(wù)能力,崗位培訓(xùn)是必不可少的環(huán)節(jié)。任一路調(diào)諧出現(xiàn)故障時(shí),更換工作經(jīng)常是高空作業(yè)加上空間受限,往往耗時(shí)費(fèi)力,處理時(shí)間較長(zhǎng),嚴(yán)重影響發(fā)射機(jī)正常播音工作。于是在研究調(diào)諧工作原理的基礎(chǔ)上,利用現(xiàn)有的備件搭建了此調(diào)諧系統(tǒng)教學(xué)及測(cè)試平臺(tái)。
1? 設(shè)計(jì)背景
DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)的8路調(diào)諧元器件,包括高前調(diào)諧,高末調(diào)諧,高末負(fù)載調(diào)諧,諧波濾波器,平衡不平衡,三路短路棒,這些調(diào)諧元器件一般都是大型真空電容和大型盤(pán)香電感,在發(fā)射機(jī)中占據(jù)空間有限,但直接影響著發(fā)射機(jī)高效穩(wěn)定安全運(yùn)行。當(dāng)任一路調(diào)諧故障時(shí),之前常采取對(duì)其進(jìn)行個(gè)別損壞元器件更換或緊急整體更換的處理措施,此時(shí)上機(jī)更換需要多人參與操作。如更換高末調(diào)諧調(diào)載真空電容需要有人在狹小的機(jī)箱內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行托舉,更換諧波濾波器,整體需要從機(jī)箱頂部抬下抬上,至少需要5人至6人共同配合操作才行,此外高空作業(yè)加上空間受限,經(jīng)常是耗時(shí)費(fèi)力,處理時(shí)間較長(zhǎng)。但如果備件調(diào)試狀態(tài)不佳,之前的更換便是耗時(shí)費(fèi)力,做了無(wú)用功,更換就要從頭再來(lái),無(wú)疑增加停播時(shí)長(zhǎng),給維護(hù)者增加工作量。
短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)是發(fā)射機(jī)核心單元,它控制部件涉及模電數(shù)電知識(shí)點(diǎn)多,機(jī)械傳動(dòng)復(fù)雜,馬達(dá)負(fù)載聯(lián)動(dòng)工作量大,對(duì)于新參加工作的大學(xué)生。沒(méi)有本行業(yè)工作經(jīng)驗(yàn),也沒(méi)有維護(hù)發(fā)射機(jī)的基礎(chǔ),上崗前的培訓(xùn)顯得尤為重要。以前的培訓(xùn),由于條件限制,只能是理論多,上機(jī)只能認(rèn)知元器件,真實(shí)的工作情況理解不透徹,往往是知識(shí)點(diǎn)死記硬背,當(dāng)處理故障時(shí)沒(méi)有清晰的思路,手忙腳亂,培訓(xùn)沒(méi)有達(dá)到要求,效果不理想。對(duì)于老值班員,處理故障只能憑并不豐富的經(jīng)驗(yàn),走了不少?gòu)澛?,延誤播音時(shí)間。
在大型真空電容電感、諧波濾波器或平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器進(jìn)行拆卸、更換和安裝的過(guò)程中,高處作業(yè),電容放電等多處都存在較大安全隱患,隨時(shí)可能發(fā)生人身和設(shè)備安全事故。
綜合考慮以上問(wèn)題,急需設(shè)計(jì)一調(diào)諧系統(tǒng)平臺(tái),來(lái)解決上述各種問(wèn)題。機(jī)房同志們不斷開(kāi)拓創(chuàng)新,堅(jiān)持從實(shí)踐中來(lái)到實(shí)踐中去的原則,勤動(dòng)手、勤思考,不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題,于是,DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生,它不但大大提高了備件,修復(fù)后元器件的實(shí)驗(yàn)作用,增強(qiáng)了教學(xué)效果,也解決了諸多的安全隱患。
2? 總體設(shè)計(jì)方案
DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)由于國(guó)產(chǎn)化,播音頻率范圍寬,調(diào)諧系統(tǒng)中馬達(dá)控制及機(jī)械傳動(dòng)裝置較為復(fù)雜,涉及元器件多,故障率高,維護(hù)量大。為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)零秒完成安全播音任務(wù),對(duì)調(diào)諧系統(tǒng)的精準(zhǔn)維護(hù)以及對(duì)其備件的測(cè)試,諸如此類(lèi)的業(yè)務(wù)培訓(xùn)已成為機(jī)房對(duì)調(diào)諧系統(tǒng)日常維護(hù)的重要組成部分。我們根據(jù)以上需求設(shè)計(jì)一個(gè)模擬DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)工作原理的綜合平臺(tái),設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2.1? 平臺(tái)構(gòu)成及工作原理
2.1.1? 測(cè)試平臺(tái)構(gòu)成
調(diào)諧系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)由以下部件構(gòu)成:電源模塊、調(diào)諧控制組件、帶電顯示器、可移動(dòng)的支撐框架,如圖2所示。
下文為測(cè)試平臺(tái)各個(gè)部件的具體介紹:
(1)電源模塊:500 W的直流電源,分別產(chǎn)生+/-24 VDC和+/-28 VDC給馬達(dá)母板和馬達(dá)供電。
(2)調(diào)諧控制組件:圖3所示的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)母板、馬達(dá)電源板、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)放大板、調(diào)諧電位器以及帶指示燈的允調(diào)按鈕。其中馬達(dá)驅(qū)動(dòng)母板為各輸入輸出提供端子、插座和接頭。共有12個(gè)接線(xiàn)端子,分別為8路調(diào)諧輸入輸出接線(xiàn)端,為波段和調(diào)諧提供電源接入端子。馬達(dá)電源板將原有的+/-28 V電源轉(zhuǎn)換成+/-15 V直流電源,該電源板產(chǎn)生的+/-15 V直流穩(wěn)壓電源提供給各隨動(dòng)電位器。馬達(dá)電源板還能夠?qū)Ω黢R達(dá)驅(qū)動(dòng)放大板輸出狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)放大板通過(guò)檢測(cè)調(diào)諧電位器和隨動(dòng)電位器輸入端電壓差,經(jīng)OPA512放大后驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。從而改變調(diào)諧參數(shù)(電容或電感),達(dá)到調(diào)諧目的。在馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,通過(guò)此板上電位器K1提供地信號(hào),保持為各馬達(dá)提供電源。調(diào)諧電位器采用10 kΩ可調(diào)電位器,它主要為馬達(dá)功率放大器提供可比較電壓。
(3)帶電顯示器:可實(shí)時(shí)顯示被測(cè)調(diào)諧馬達(dá)組件的啟動(dòng)、限制及正常工作時(shí)的電壓電流。
(4)可移動(dòng)的支撐結(jié)構(gòu):在其工作面上有安裝孔洞,便于操作人員將被測(cè)的調(diào)諧馬達(dá)組件及相應(yīng)的電容電感安裝在平臺(tái)上進(jìn)行調(diào)試。
2.1.2? 平臺(tái)工作原理
平臺(tái)的工作原理如圖4所示,與圖5所示的發(fā)射機(jī)調(diào)諧原理相同,將隨著調(diào)諧馬達(dá)驅(qū)動(dòng)組件同步轉(zhuǎn)動(dòng)的隨動(dòng)電位器滑動(dòng)端電壓V1與可預(yù)置的控制電位器滑動(dòng)端的電壓V2同時(shí)送到馬達(dá)驅(qū)動(dòng)放大板進(jìn)行比較,當(dāng)隨動(dòng)電位器與調(diào)諧電位器的電壓差達(dá)到+/-0.615 V時(shí),馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板將兩個(gè)電位器的差值放大,馬達(dá)母板輸出+/-24 V電壓,驅(qū)動(dòng)馬達(dá)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),帶動(dòng)同調(diào)的調(diào)諧負(fù)載元器件轉(zhuǎn)動(dòng),直至兩個(gè)電位器的電壓差等于零時(shí),馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng),調(diào)諧結(jié)束。
2.2? 平臺(tái)主要的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)和亮點(diǎn)
2.2.1? 對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)原理客觀培訓(xùn)和教學(xué)
在DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)播音過(guò)程中,調(diào)諧元器件及馬達(dá)組件引起的發(fā)射機(jī)故障頻發(fā),一個(gè)重要的原因就是維護(hù)者維護(hù)經(jīng)驗(yàn)不足,維護(hù)水平不高,這和值班員對(duì)調(diào)諧控制,馬達(dá)及傳動(dòng)裝置原理理解不透徹,不全面,聯(lián)動(dòng)過(guò)程不明白息息相關(guān),從而在處理此類(lèi)故障時(shí)走了不少?gòu)澛?。該測(cè)試平臺(tái)教學(xué)作用顯著,設(shè)計(jì)原理與原發(fā)射機(jī)調(diào)諧原理一致,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,走線(xiàn)一目了然,元器件更換簡(jiǎn)便靈活,培訓(xùn)時(shí)受訓(xùn)人員可以自己動(dòng)手調(diào)諧,觀察其元器件工作全過(guò)程。這樣不僅解決了對(duì)新人崗前培訓(xùn)中“重理論輕操作”的難題,也為老值班員熟練掌握調(diào)諧原理、工作流程提供了更直觀更方便的平臺(tái)。
2.2.2? 提高維護(hù)者處理發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)故障能力
此平臺(tái)具有模擬調(diào)諧系統(tǒng)故障的功能。針對(duì)近期有關(guān)調(diào)諧系統(tǒng)故障,隨時(shí)隨地模擬同類(lèi)故障,讓維護(hù)者通過(guò)觀察其故障現(xiàn)象,查找故障原因,直接準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn),及時(shí)處理故障,最后分析故障,總結(jié)原因。此過(guò)程將理論和實(shí)際應(yīng)用完美結(jié)合,加強(qiáng)了值班人員理論的理解,增長(zhǎng)處理此類(lèi)故障技能,提高大家動(dòng)手能力,增強(qiáng)值班者處理故障的信心,滿(mǎn)足值班員考核要求,解決考核上機(jī)時(shí)受限于發(fā)射機(jī)播音時(shí)間的限制。
2.2.3? 提升發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)新備件驗(yàn)收測(cè)試的準(zhǔn)確率
多年來(lái)機(jī)房新的調(diào)諧備件到位后,測(cè)試只是簡(jiǎn)單的通電測(cè)試馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)。而對(duì)馬達(dá)組件,鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)及帶載實(shí)際工作情況不能全方位測(cè)試,后果就是發(fā)射機(jī)出現(xiàn)調(diào)諧元件故障,需要更換時(shí)效果差,反復(fù)上機(jī)實(shí)驗(yàn),無(wú)疑給發(fā)射機(jī)更換元器件增加了隱患,備件的測(cè)試沒(méi)有實(shí)際意義。組裝此測(cè)試平臺(tái)后,備件測(cè)試簡(jiǎn)單快捷,準(zhǔn)確全面。消除了維護(hù)人員對(duì)備件更換顧慮,提高了備件使用效果,減少了備件上機(jī)實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性,降低了維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,縮短了故障處理時(shí)長(zhǎng),避免了發(fā)射機(jī)長(zhǎng)時(shí)間停播事故的發(fā)生。
2.2.4? 對(duì)調(diào)諧系統(tǒng)故障元器件維修后的測(cè)試
測(cè)試平臺(tái)能夠?qū)σ丫S修好的故障元器件進(jìn)行及時(shí)、安全、可靠的測(cè)試,增加了元器件的使用時(shí)長(zhǎng),減少了元器件的損耗,從而節(jié)約采購(gòu)資金。以前對(duì)已修復(fù)的元器件實(shí)驗(yàn)只能上機(jī),在DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧控制與馬達(dá)負(fù)載之間跨越機(jī)箱較多,如平轉(zhuǎn)與天調(diào)室距離最遠(yuǎn)(大概5米至6米),實(shí)驗(yàn)時(shí)不安全,不方便。組裝次測(cè)試平臺(tái)便解決了此問(wèn)題,不需要上機(jī),不需要多人操作,專(zhuān)人監(jiān)護(hù),只需要一到兩人在平臺(tái)測(cè)試元器件是否合格。
2.2.5? 馬達(dá)工作電壓電流實(shí)況監(jiān)測(cè)
此平臺(tái)完全遵循發(fā)射機(jī)調(diào)諧原理,在此基礎(chǔ)上增加馬達(dá)實(shí)際工作電壓電流實(shí)況監(jiān)測(cè),可以根據(jù)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù),將測(cè)試元器件調(diào)整到最佳工作狀態(tài)。
3? 平臺(tái)實(shí)際使用效果
自平臺(tái)投入使用以來(lái),實(shí)現(xiàn)了預(yù)期效果,下文為具體說(shuō)明:
(1)測(cè)試平臺(tái)在崗位培訓(xùn)中起到顯著的教學(xué)效果。自此平臺(tái)組裝完畢,實(shí)驗(yàn)合格后,新入職人員和老值班員的培訓(xùn)采取理論和實(shí)操相結(jié)合的方式,維護(hù)者可以更加直觀、便捷地掌握調(diào)諧系統(tǒng)的原理、實(shí)際接線(xiàn)和工作流程,得到了大家的一致好評(píng),解決了培訓(xùn)工作中“重理論輕操作”的難題。
(2)測(cè)試平臺(tái)的故障模擬效果明顯。發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),值班員便可以根據(jù)平臺(tái)模擬的故障現(xiàn)象,快速查找故障原因,立即準(zhǔn)確處理故障,減少停播時(shí)長(zhǎng)。而且可以隨時(shí)假設(shè)故障點(diǎn),經(jīng)過(guò)觀察分析后再動(dòng)手處理,積累總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。此平臺(tái)使用率高,操作靈活,提高了維護(hù)者處理故障的積極性和自信心。
(3)測(cè)試調(diào)諧系統(tǒng)備件方便有效。當(dāng)備件到貨后,檢修班人員不僅可以測(cè)試馬達(dá)及馬達(dá)組件,而且增加了可調(diào)真空電容、盤(pán)香電感、負(fù)載線(xiàn)圈等負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)工作情況測(cè)試。減少備件上機(jī)實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性和人工耗時(shí),提高了備件的使用效果。
(4)對(duì)維修后的調(diào)諧元器件測(cè)試準(zhǔn)確安全可靠。此平臺(tái)解決了對(duì)修復(fù)后元器件的測(cè)試復(fù)雜性,減少了上機(jī)實(shí)驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn),節(jié)約采購(gòu)成本,提高了大家的動(dòng)手能力。DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)作為我局的主力機(jī)型分布臺(tái)站眾多,發(fā)射機(jī)調(diào)諧馬達(dá)控制系統(tǒng)是核心,但由于負(fù)載故障率高,維護(hù)工作量較大,技術(shù)要求較高。此測(cè)試平臺(tái)能夠在維護(hù)工作中起到較大的輔助作用,能夠切實(shí)提高技術(shù)人員的維護(hù)水平。
4? 安全性和可靠性介紹
DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái),設(shè)計(jì)為上下兩層,上層放置馬達(dá)、控制電路、3L13負(fù)載小箱,下層放置大型真空電容、短路棒等負(fù)載。每層設(shè)計(jì)長(zhǎng)1.2 m、寬0.8 m、重2 kg,具有良好的接地線(xiàn),我們?cè)囇b了兩個(gè)10.5 kg大型真空電容作為負(fù)載來(lái)回移動(dòng),實(shí)驗(yàn)證明,平臺(tái)底座穩(wěn)定,移動(dòng)正常,調(diào)測(cè)良好。在平臺(tái)側(cè)面掛接長(zhǎng)50 cm、重1.2 g的25 mm2多股銅線(xiàn)的放電棒,當(dāng)電容電感測(cè)試完畢安全可靠泄放殘留電荷。下車(chē)底部加裝滑輪,移動(dòng)靈活,并帶剎車(chē)裝置,可以進(jìn)行單獨(dú)固定,穩(wěn)定性好。
5? 結(jié)? 論
DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái),充分考慮了發(fā)射機(jī)的實(shí)際需要、技術(shù)需求及發(fā)射機(jī)維護(hù)者業(yè)務(wù)能力的提升空間,消除了多處安全隱患,解決了發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)培訓(xùn)難題,提高了發(fā)射機(jī)大型調(diào)諧備件測(cè)試規(guī)范化,提高備件使用效率,縮短了故障處理時(shí)長(zhǎng),避免了發(fā)射機(jī)長(zhǎng)時(shí)間停播事故的發(fā)生。
我臺(tái)在搭建此平臺(tái)的工程中,每個(gè)參與人員都能全面了解發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)的工作原理,培養(yǎng)出一批能鉆研肯實(shí)干的年輕人。此平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了教學(xué)和測(cè)試一體化,對(duì)DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)技術(shù)維護(hù)和安全播音具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
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作者簡(jiǎn)介:潘會(huì)蘭(1978—),女,漢族,甘肅民勤人,中級(jí)工程師,本科,研究方向:廣播發(fā)送與維護(hù);安海燕(1982—),女,漢族,河南滎陽(yáng)人,中級(jí)工程師,本科,研究方向:廣播發(fā)送與維護(hù)。