劉中華，陳 建

（廣東省廣播電視技術(shù)中心，廣州 213161）

GME1124B型UHF-20kW電視發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)改造和使用情況

劉中華，陳 建

（廣東省廣播電視技術(shù)中心，廣州 213161）

本文介紹了GME1124B型UHF電視發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，功放PA 551S的溫度保護(hù)告警原因分析和故障維修方法，通過(guò)對(duì)整機(jī)冷卻系統(tǒng)的合理性改造和優(yōu)化風(fēng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行組合，使發(fā)射機(jī)運(yùn)行更穩(wěn)定可靠。

PAX OVERHEAT！；PA551S；熱繼電器；溫度保護(hù)；軟啟動(dòng)

1 引言

GME1124B型UHF電視發(fā)射機(jī)是北京某公司自主研制的大功率全固態(tài)電視發(fā)射設(shè)備，額定輸出功率20kW，采用LDMOS全固態(tài)技術(shù)。整體結(jié)構(gòu)上看可分為五部分：前級(jí)柜、電源柜、PA柜1#、PA柜2#及機(jī)柜外部設(shè)備，包含20kW合成器、濾波器、吸收負(fù)載及風(fēng)機(jī)等。

前級(jí)柜中的激勵(lì)箱、電源柜中的電源模塊均自帶散熱系統(tǒng)，PA柜1#和PA柜2#兩個(gè)機(jī)柜的48個(gè)550W功放的散熱，由9kW的空調(diào)風(fēng)機(jī)統(tǒng)一提供，通過(guò)風(fēng)道進(jìn)入到兩個(gè)機(jī)柜的后頂部進(jìn)行分風(fēng)，進(jìn)入機(jī)柜通過(guò)功放后從前頂部分導(dǎo)出熱風(fēng)，兩個(gè)機(jī)柜的導(dǎo)出熱風(fēng)合在一起經(jīng)過(guò)風(fēng)道引向室外。如圖1所示。

圖1 GME1124B示意圖

整個(gè)發(fā)射機(jī)的運(yùn)行程序是先風(fēng)機(jī)運(yùn)行，正常后啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電源，給所有功放加電，然后上激勵(lì)器電源，按照主控自動(dòng)輸出在設(shè)定功率。

2 GME1124B故障及維修

GME1124B型UH F電視發(fā)射機(jī)滿功率播出20kW，單一集中供風(fēng)散熱是整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)，沒(méi)有這個(gè)平臺(tái)就不能運(yùn)行整個(gè)系統(tǒng)。為此考慮到播出的安全要求，增加過(guò)風(fēng)機(jī)的備份，隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)功放PA 551S的溫度保護(hù)功能最常在夏天出現(xiàn)告警，主要體現(xiàn)在最下面一排的功放上，而且是環(huán)境溫度較高時(shí)出現(xiàn)；冬天環(huán)境溫度較低時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)此類(lèi)故障告警。主控單元LCD顯示PAX OVERHEAT！對(duì)應(yīng)功放出現(xiàn)紅燈告警，輸出功率立即減半，如過(guò)熱撤消，功率將小幅度逐漸上調(diào)，調(diào)整周期為2分鐘。

故障分析：熱繼電器損壞、功放的功率不能輸入到合成器或整機(jī)冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障，造成過(guò)熱繼電器啟動(dòng)，功放保護(hù)。

維修方法：

⊙ 檢查風(fēng)機(jī)和風(fēng)道的運(yùn)行情況：風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速減慢或風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)造成風(fēng)壓減小。風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口收到灰塵的堵塞或風(fēng)機(jī)房的進(jìn)風(fēng)量不夠等原因，也會(huì)造成過(guò)熱保護(hù)。

⊙ 功放中過(guò)熱繼電器參數(shù)發(fā)生變化，在溫度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)溫度（設(shè)計(jì)溫度68度保護(hù)），提前發(fā)出過(guò)熱信號(hào)，造成功放保護(hù)。

⊙ 功放中合成器損壞，功放管的功率不能通過(guò)電橋進(jìn)行功率合成，造成散熱器溫度升高，出現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)。

⊙ 合成器輸入口反射比較大，功放的輸出功率不能通過(guò)合成器進(jìn)行功率合成，造成功放溫度升高。

⊙ 散熱器外表面的灰塵太多，影響散熱效果，造成功放過(guò)熱保護(hù)。

⊙ 如功放前面板的overheat指示燈不亮，主控單元顯示功放過(guò)熱保護(hù)，一般為軟件出現(xiàn)問(wèn)題。按照這個(gè)流程檢修和維護(hù)設(shè)備后，該故障仍周期性出現(xiàn)。

從整機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中，可以發(fā)現(xiàn)整機(jī)的系統(tǒng)冷卻風(fēng)（9kW風(fēng)機(jī)提供），是從機(jī)箱頂部進(jìn)入，穿過(guò)功放后匯流到前面出風(fēng)，最下面一排的出風(fēng)受到上面三排風(fēng)的阻擋，散熱效果較差，工作時(shí)間長(zhǎng)后（特別是夏天午后，氣溫高）功放散熱達(dá)不到設(shè)計(jì)效果。當(dāng)散熱器上的溫度高于70度時(shí)，該功放被保護(hù)無(wú)功率輸出，同時(shí)就出現(xiàn)了“PAX OVERHEAT！”告警，反復(fù)的出現(xiàn)告警，嚴(yán)重影響正常播出，甚至達(dá)不到播出的要求。

圖2 9kW風(fēng)機(jī)風(fēng)道圖

圖3 1kW×8風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)功放箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合出現(xiàn)溫度告警均為最下一層功放比教多的故障現(xiàn)象，提出對(duì)冷卻風(fēng)進(jìn)行改造的設(shè)想：

⊙ 散熱導(dǎo)風(fēng)翼的方向是水平排列，風(fēng)只能從水平穿過(guò)。設(shè)想：如果風(fēng)是從功放后面直接向前面吹，散熱效果會(huì)比現(xiàn)在好。

⊙ 根據(jù)熱風(fēng)特性是向上流動(dòng)的，前面排風(fēng)匯流輸出熱風(fēng)后，再增加一級(jí)排氣扇，加強(qiáng)出風(fēng)。

⊙ 進(jìn)風(fēng)在房?jī)?nèi)增加冷氣，夏天環(huán)境溫度高時(shí)可增加散熱效果；風(fēng)機(jī)可由多個(gè)組成，根據(jù)季節(jié)可調(diào)整運(yùn)行個(gè)數(shù)，達(dá)到最大的利用效果（冬天時(shí)氣溫低，可減少運(yùn)行個(gè)數(shù)，夏天可全部開(kāi)啟）。

⊙ 9kW風(fēng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)電流大，噪聲和震動(dòng)聲很大。設(shè)想：風(fēng)機(jī)啟動(dòng)改為分級(jí)啟動(dòng)，低速啟動(dòng)，高速運(yùn)行。

匯總系統(tǒng)特性和廠家協(xié)商后，冷卻系統(tǒng)做如下更改：

⊙ 每一層6個(gè)功放共用一個(gè)風(fēng)機(jī)，機(jī)架后面直接向功放吹風(fēng)，出風(fēng)不變，一個(gè)功放柜總共4層功放，兩個(gè)功放柜共用8個(gè)風(fēng)機(jī)。

⊙ 使用軟啟動(dòng)控制風(fēng)機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)小電流低速啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，高速額定功率運(yùn)行時(shí)最大風(fēng)力符合散熱要求，使用風(fēng)機(jī)8個(gè)，每個(gè)1kW的軸流風(fēng)機(jī)。

⊙ 利用室內(nèi)空調(diào)兩部（在機(jī)架后面），使進(jìn)風(fēng)較環(huán)境溫度低（夏天時(shí)開(kāi)啟）；機(jī)房出風(fēng)口增加排氣扇，加強(qiáng)熱風(fēng)外排。

圖4 風(fēng)機(jī)1kW×8控制原理圖

電控原理說(shuō)明：

（1）風(fēng)機(jī)由1kW×8組成，小于原9kW風(fēng)機(jī)，因此原電機(jī)保護(hù)電路LR97D25沒(méi)有改動(dòng)。

（2）軟啟動(dòng)箱增加延時(shí)自啟動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)3秒后風(fēng)機(jī)啟動(dòng)（軟啟動(dòng)電路啟動(dòng)需要時(shí)間），風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行（全速）后，風(fēng)機(jī)正常聯(lián)鎖串接回原控制電路中的XB3中，實(shí)現(xiàn)對(duì)下級(jí)繼電器（功放電源加電）的正?？刂啤?/p>

圖5 軟啟動(dòng)延時(shí)自啟控制

圖6

圖7

（3）風(fēng)機(jī)交流接觸器JC2按程序啟動(dòng)后，三相電源通過(guò)過(guò)載繼電器JC4（風(fēng)機(jī)過(guò)熱保護(hù)）和電子過(guò)流繼電器LR97D（電動(dòng)機(jī)保護(hù)）。

（4）三相電源進(jìn)入軟啟動(dòng)箱，軟啟動(dòng)控制器得電，延時(shí)繼電器上電后，自動(dòng)延時(shí)3秒送出“啟動(dòng)”信號(hào)，軟啟動(dòng)器控制風(fēng)機(jī)低速啟動(dòng)，逐步提高風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到額定功率，全速運(yùn)行正常后旁路繼電器吸合；

（5）風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行并通過(guò)輔助接點(diǎn)將來(lái)自JC2 的220V控制信號(hào)XB3送到主交流接觸器JCIA的控制端，使JCIA閉合。主交流接觸器JCIA用于整機(jī)總電源的通斷，在它閉合時(shí)功放開(kāi)關(guān)電源有+32V輸出，激勵(lì)器開(kāi)始工作。

3 結(jié)束語(yǔ)

整個(gè)冷卻系統(tǒng)在2016年3月改造完成并投入使用：每一個(gè)風(fēng)機(jī)都有過(guò)濾風(fēng)網(wǎng)，方便清潔和維護(hù)；每一個(gè)風(fēng)機(jī)都安裝有保護(hù)和檢修開(kāi)關(guān)，方便檢修和卻換風(fēng)機(jī)使用個(gè)數(shù)；在實(shí)際使用時(shí)一個(gè)功放柜運(yùn)行兩個(gè)風(fēng)機(jī)就可以達(dá)到散熱要求，風(fēng)機(jī)可以相互備份使用；今年夏天沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)溫度保護(hù)告警現(xiàn)象，達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期要求和目的，整機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行良好。■

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.04.013

TN 948.5

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1672-7274（2017）04-0043-03