徐明

(國(guó)家新聞出版廣電總局724臺(tái),陜西寶雞 722400)

大功率短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)

徐明

(國(guó)家新聞出版廣電總局724臺(tái),陜西寶雞 722400)

隨著國(guó)家和社會(huì)對(duì)大功率短波發(fā)射機(jī)的需求越來(lái)越高,也越來(lái)越大,在我國(guó)目前的大功率短波發(fā)射機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),在技術(shù)和走向也逐漸的成熟,對(duì)于一些相關(guān)的工作單位也作出了較為突出的貢獻(xiàn)和成績(jī),為現(xiàn)代化、科學(xué)化的發(fā)展作出了不小的努力,筆者就本文結(jié)合TSW2500型00KW短波發(fā)射機(jī)為例,對(duì)自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的思路及組成和工作原理進(jìn)行了系列的分析和介紹,有利于相關(guān)設(shè)備的維護(hù),也為相關(guān)工作提供借鑒。

短波發(fā)射機(jī) 自動(dòng)調(diào)諧 系統(tǒng)

早在上個(gè)世紀(jì)60年、70年代自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)就已經(jīng)收到關(guān)注和重視,大功率短波發(fā)射機(jī)可以實(shí)現(xiàn)頻率切換,一般情況下通常都會(huì)使用自動(dòng)調(diào)諧方式。在過(guò)去的年代里,傳統(tǒng)的調(diào)諧系統(tǒng)由于線路比較復(fù)雜,使用的可靠性偏低,所在在以前一些以往的實(shí)際使用中,相對(duì)使用的較少。隨著時(shí)代的發(fā)展,電子技術(shù)的現(xiàn)代化和科學(xué)化,已經(jīng)逐漸的走向成熟,計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展也在不斷的進(jìn)步,在經(jīng)歷幾十年的更新?lián)Q代,目前的一些新型發(fā)射機(jī)基本都具備了半自動(dòng)或者全自動(dòng)調(diào)諧功能,雖然現(xiàn)在來(lái)看,在技術(shù)使用上,都各不相同,但是大概的一些基本原理還是大多數(shù)都是相同的,本文對(duì)自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和介紹,具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 自動(dòng)調(diào)諧原理

自動(dòng)調(diào)諧實(shí)際上會(huì)分為兩種模式,一種是半自動(dòng),半自動(dòng)的調(diào)諧意思是指,在工作中根據(jù)使用的頻率,利用人工的方法把發(fā)射機(jī)的調(diào)整到其工作的幾個(gè)頻率的調(diào)諧點(diǎn)上,并且把波段的位置和條寫(xiě)點(diǎn)的位置進(jìn)行相關(guān)記憶工作,記憶下來(lái)之后,如果需要更換頻率時(shí),只要按下相關(guān)的操作和控制按鈕,發(fā)射機(jī)所有的調(diào)諧自動(dòng)馬達(dá)就會(huì)自動(dòng)的調(diào)整到之前設(shè)計(jì)的位置上,然而發(fā)射機(jī)在加高壓后,調(diào)諧系統(tǒng)不再對(duì)馬達(dá)進(jìn)行控制,也就是說(shuō),不在進(jìn)行諸如鑒相,鑒組之類(lèi)的細(xì)條過(guò)程嗎,很快就可使發(fā)射機(jī)輸出滿(mǎn)功率,并且處于調(diào)整完畢準(zhǔn)備的播音狀態(tài)。半自動(dòng)的調(diào)諧方法相對(duì)較為簡(jiǎn)單、速度快,但是同時(shí)又存在兩個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn),第一是更換平率有限、第二是實(shí)現(xiàn)的預(yù)調(diào),對(duì)比之下,半自動(dòng)調(diào)諧是無(wú)能為力的。另一種是全自動(dòng)調(diào)諧,其意義及意思是指,不但頻率調(diào)諧自動(dòng)化,并且匹配也是自動(dòng)化的。首先發(fā)射機(jī)必須要具備所有短波頻段內(nèi),所有頻段都是自動(dòng)調(diào)諧功能,其中會(huì)包含事先未預(yù)調(diào)的頻率,此外,在發(fā)射機(jī)的工作過(guò)程中,調(diào)諧系統(tǒng)要根據(jù)天饋線駐波變化的情況,隨時(shí)做出相應(yīng)的調(diào)諧和匹配,使電子管處于長(zhǎng)時(shí)間最佳的工作狀態(tài)下運(yùn)行,不受任何的外界影響而變化。在人工調(diào)諧發(fā)射機(jī)時(shí),一般都會(huì)采用最小平均屏流或陰流作為指示基準(zhǔn),相對(duì)較為方面,但是很可惜,這樣的方法不能用于自動(dòng)調(diào)諧,主要的原因是,屏流最小,雖然標(biāo)示處于調(diào)諧,但屏流偏小,只能說(shuō)明失諧,但卻不能說(shuō)明到底是哪一個(gè)方向失諧,屏流的指示確切的說(shuō)是沒(méi)有方向性的,無(wú)助于自動(dòng)調(diào)諧。為了克服諸多的困難,首先必須要在鑒相器鑒相之前調(diào)諧馬達(dá)到指定的位置,這就是所謂的粗調(diào),而粗調(diào)的任務(wù)就是將各調(diào)諧器件調(diào)整到基本的正確位置,然后利用鑒相器進(jìn)行細(xì)調(diào)。另外在輸出電路中接入一個(gè)鑒組器,鑒組器是對(duì)負(fù)載的阻抗值有所反映的部件,通過(guò)兩個(gè)部件進(jìn)行合作就能夠保證輸出網(wǎng)絡(luò)正確的調(diào)諧與匹配。因?yàn)?假如不調(diào)諧,則相位和阻抗均有反應(yīng),如果不能夠匹配,阻抗則有反應(yīng)。只有兩者都正確時(shí),相位和阻抗才不產(chǎn)生誤差信號(hào),然而當(dāng)誤差信號(hào)達(dá)到零時(shí),自動(dòng)調(diào)諧步驟就算是完成了。

2 自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)

2.1 粗調(diào)

粗調(diào)是指通過(guò)馬達(dá)調(diào)整到工作頻率的預(yù)置調(diào)諧位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的,馬達(dá)采取調(diào)制技術(shù),可根據(jù)運(yùn)行的距離大小,自動(dòng)設(shè)定運(yùn)行的速度,與此同時(shí)能夠快速的到達(dá)指定位置,自動(dòng)減速,從而達(dá)到精確定位。進(jìn)行粗調(diào)工作結(jié)束后,發(fā)射機(jī)會(huì)根據(jù)載波頻率和負(fù)載阻抗的變化進(jìn)行細(xì)調(diào)。相位、負(fù)載和電壓傳感器為細(xì)條提供必需的調(diào)諧數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)監(jiān)看調(diào)諧狀態(tài),自動(dòng)校正負(fù)載變化的影響。當(dāng)發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)變頻率時(shí),首先要到用戶(hù)調(diào)諧數(shù)據(jù)中去進(jìn)行查找,如果找到相關(guān)的播音數(shù)據(jù),則將該數(shù)據(jù)發(fā)送到各個(gè)協(xié)調(diào)馬達(dá),如果沒(méi)有查詢(xún)到頻率數(shù)據(jù),則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)到預(yù)置調(diào)諧數(shù)據(jù)中查找,如果在預(yù)置調(diào)諧數(shù)據(jù)中也沒(méi)能找到數(shù)據(jù),則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)在預(yù)置調(diào)諧數(shù)據(jù)中查找最接近的頻率點(diǎn),通過(guò)以上的方法,可以獲得全頻段的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù),就是各頻段或頻點(diǎn)的粗調(diào)諧數(shù)據(jù)。

2.2 細(xì)調(diào)

細(xì)調(diào)的方法是通過(guò)大量的傳感器,提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),進(jìn)行調(diào)諧的。細(xì)調(diào)應(yīng)該滿(mǎn)足兩點(diǎn),第一發(fā)射機(jī)的輸出,到天線的功率應(yīng)達(dá)到預(yù)設(shè)功率,第二,發(fā)射機(jī)效率達(dá)到最佳。射頻未級(jí)鑒相電路的原理與推動(dòng)級(jí)相對(duì)一致,這里需要了解和指出的就是,發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)后,負(fù)載阻抗發(fā)生變化,根據(jù)輸出的功率等一些變化,調(diào)整發(fā)射機(jī)的輸出阻抗,這就前面所說(shuō)道的鑒組功能,因?yàn)樵摪l(fā)射機(jī)使用的是3級(jí)網(wǎng)絡(luò),所以只需要調(diào)整網(wǎng)絡(luò)與天饋線的阻抗相匹配即可,使發(fā)射機(jī)的效率達(dá)到最佳。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

(1)調(diào)諧線圈的位置檢測(cè)可以采用8位或9位的絕對(duì)光電碼盤(pán)來(lái)進(jìn)行,光電碼盤(pán)可以與調(diào)諧線圈同步轉(zhuǎn)動(dòng),具體采用的碼盤(pán)位數(shù)可以根據(jù)要求精度來(lái)選擇。

(2)具體線圈的位置可以通過(guò)3位LED數(shù)字顯示。

(3)可以通過(guò)面板上的線圈調(diào)諧按鈕,進(jìn)行手動(dòng)調(diào)諧,也可根據(jù)相關(guān)的電氣參數(shù),通過(guò)調(diào)諧執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)頻率預(yù)置,根據(jù)電氣參量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)頻率微調(diào),一旦有工作人員人為的干預(yù)進(jìn)行手動(dòng)的調(diào)諧時(shí),系統(tǒng)將自動(dòng)轉(zhuǎn)入手動(dòng)。

(4)隨時(shí)指示調(diào)諧工作狀態(tài)。

(5)可以使用計(jì)算機(jī)通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4 系統(tǒng)維護(hù)

TSW2500型500kW短波發(fā)射機(jī)的自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)需要重點(diǎn)維護(hù)的部位主要有：控制部分、供電回路、傳動(dòng)部分、隨動(dòng)電位器、調(diào)諧元件和電機(jī)。

(1)每次改頻以后應(yīng)及時(shí)將ECOS中的調(diào)諧數(shù)據(jù)進(jìn)行備份,這樣當(dāng)工控機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),只要更換工控機(jī),然后將調(diào)諧數(shù)據(jù)復(fù)制到ECOS中的相應(yīng)文件夾中,就可以使短波發(fā)射機(jī)很快恢復(fù)正常播音。

(2)在日常維護(hù)工作中,要對(duì)自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)中用到的零件的型號(hào)、規(guī)格有所了解。例如：萬(wàn)向節(jié)有三種不同的規(guī)格,連接耦合器有五種,均使用在不同的地方;11路直流電機(jī)中,共有四種不同類(lèi)型等。對(duì)于這些細(xì)節(jié),在平時(shí)管理備件的過(guò)程中就應(yīng)該標(biāo)注清楚,并牢記在心,這樣才能更快地處理好故障。

(3)對(duì)各調(diào)諧元件的機(jī)械部位平時(shí)應(yīng)做好各種標(biāo)記,如：3叮r網(wǎng)絡(luò)應(yīng)標(biāo)注幾個(gè)高、中、低頻點(diǎn)的電感位置以及調(diào)諧元件限位位置等。

(4)在拆卸、安裝一些容易損壞的零件時(shí)要格外小心。例如,萬(wàn)向節(jié)、連接耦合器在拆卸、安裝過(guò)程中就特別容易損壞,需要掌握好松緊度,如果過(guò)緊則容易發(fā)生破裂故障,如果過(guò)松則可能使轉(zhuǎn)軸打滑造成失諧。

(5)對(duì)于一些易松動(dòng)的部位要經(jīng)常進(jìn)行檢查、緊固。例如,傳動(dòng)皮帶在長(zhǎng)期的運(yùn)行下可能會(huì)松動(dòng),要經(jīng)常進(jìn)行檢查、緊固,但也不能太緊,傳動(dòng)皮帶松緊不合適可能引起馬達(dá)過(guò)載或打滑。

5 結(jié)語(yǔ)

TSW2500型500kW短波發(fā)射機(jī)的自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、可維護(hù)性強(qiáng)。該自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)根據(jù)馬達(dá)控制器YCS08電路板從ECOS獲取的調(diào)諧指令,包括鑒相器校正、入射功率、末級(jí)柵流等各種控制信號(hào),通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)調(diào)整發(fā)射機(jī)中各個(gè)可調(diào)電容與可調(diào)電感,以達(dá)到自動(dòng)調(diào)諧的目的。由于自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)在短波發(fā)射機(jī)運(yùn)行中起著至關(guān)重要的作用,因此,掌握其基本原理對(duì)于今后短波發(fā)射機(jī)的維護(hù)及國(guó)產(chǎn)化有非常深遠(yuǎn)的意義。

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