王 婷

遼寧省廣播電視本溪桓仁中波站 遼寧省 本溪市 117200

1 概 述

一個(gè)電臺(tái)要得到一個(gè)較大的磁場(chǎng)，獲得一個(gè)大的功率覆蓋范圍，其一是增加單機(jī)功率，其二就是并機(jī)運(yùn)行來(lái)提升輻射功率。并機(jī)工作是一個(gè)行之有效的方法。當(dāng)一部機(jī)器出現(xiàn)故障，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)切換，使另一部機(jī)器繼續(xù)工作，確保發(fā)射臺(tái)不間斷播出。

實(shí)現(xiàn)并機(jī)播出的兩部發(fā)射機(jī)必須是功率相同、頻率相同的兩部發(fā)射機(jī)。這樣并機(jī)后的發(fā)射機(jī)，它們的功率是單機(jī)功率的兩倍。例如兩部50千瓦的發(fā)射機(jī)并機(jī)使用，不考慮其他損耗，理論數(shù)據(jù)應(yīng)為100千瓦。同理，四部機(jī)器兩兩并機(jī)后再實(shí)施并機(jī)時(shí)，同樣可以獲得四倍的理論輸出功率。

目前發(fā)射臺(tái)使用的發(fā)射機(jī)大都是固態(tài)發(fā)射，如果將一部機(jī)器的功率增加一倍，需要改動(dòng)的地方很多，各個(gè)功放級(jí)、濾波網(wǎng)絡(luò)的功率都要增加一倍或一倍以上。

例如，兩部中波10kW發(fā)射機(jī)和一部20kW中波發(fā)射機(jī)購(gòu)置價(jià)格相差無(wú)幾。如果采用并機(jī)使用的思路，可以針對(duì)覆蓋的區(qū)域不同，每天各個(gè)時(shí)段的不同及電離層的變化，可以在不同的時(shí)間段，進(jìn)行并機(jī)或一部機(jī)器單獨(dú)播出，這樣播出的覆蓋效果大致相同。同時(shí)既節(jié)省播出的經(jīng)費(fèi)，又可以延長(zhǎng)播出設(shè)備的使用年限。另外，兩部發(fā)射機(jī)又可互為備機(jī)。即使在并機(jī)工作時(shí)，其中的一部機(jī)器出現(xiàn)故障不能播出時(shí)，并機(jī)使用的另一部發(fā)射機(jī)器仍然維持工作，繼續(xù)播出，只是場(chǎng)強(qiáng)下降了幾個(gè)分貝而已。

2 原理與技術(shù)要求

2.1 并機(jī)條件

（1）兩部發(fā)射機(jī)必須頻率相同，共同使用同一部激勵(lì)器。

（2）兩部發(fā)射機(jī)輸出阻抗相同，輸出電壓的相位也必須相同。

（3）兩部機(jī)器使用同一音頻信號(hào)源。

（4）兩部發(fā)射機(jī)的輸出功率也要相等。

并機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理圖如圖1所示。

2.2 兩部機(jī)器并聯(lián)使用時(shí)并機(jī)網(wǎng)絡(luò)的要求

（1）理論上負(fù)載阻抗R0應(yīng)為輸入、輸出阻抗和無(wú)功元器件阻抗絕對(duì)值之和。

（2）在并機(jī)網(wǎng)絡(luò)上可以認(rèn)為兩部發(fā)射機(jī)的網(wǎng)絡(luò)是相互隔離的，互不干擾。當(dāng)并機(jī)工作時(shí)，圖1中的A、B兩點(diǎn)電壓均為零，可以認(rèn)為A、B兩點(diǎn)間有無(wú)窮大的阻抗。因此，任何一部機(jī)器出現(xiàn)故障，由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的隔離原因，互相都不會(huì)受到影響。

（3）并機(jī)工作的兩部發(fā)射機(jī)都符合彼此的條件時(shí)，在輸出阻抗上就完成了兩部發(fā)射機(jī)的功率疊加，實(shí)現(xiàn)功率乘2。理論認(rèn)為理想情況下平衡電阻是不消耗功率的，如果平衡電阻發(fā)熱，就是網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的不到位。

2.3 發(fā)射機(jī)并機(jī)網(wǎng)絡(luò)隔離原理和計(jì)算

電工學(xué)理論有星形和角形等效電路的轉(zhuǎn)換，即Y—△等效轉(zhuǎn)換，那么我們將圖1和圖2中的A、B兩點(diǎn)上下斷開(kāi)來(lái)看，將圖1的負(fù)載R0與-jR0的并聯(lián)電路等效為R0/2與-jR0/2串聯(lián)電路，這樣就可以看到圖3是星形電路，即Y型電路。圖4是三角形電路，即△型電路。它們相互是可以等效轉(zhuǎn)換的。它由轉(zhuǎn)換公式Y(jié)—△：

圖1

圖2

圖3

圖4

設(shè)圖2中并聯(lián)支路ADB與AD′B阻抗為Z，則

通過(guò)上述公式推導(dǎo)：圖1與圖2是等效的，如果我們從圖2的ADBD′圍成的網(wǎng)絡(luò)看進(jìn)去，就可看成為并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，所以，AB兩點(diǎn)之間阻抗無(wú)限大，可視為開(kāi)路，因此可以證明在這種狀態(tài)下的兩部發(fā)射機(jī)彼此互不干涉，相互沒(méi)有任何影響。

2.4 并機(jī)網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際中的應(yīng)用

（1）發(fā)射臺(tái)要實(shí)現(xiàn)雙機(jī)并用，它的并機(jī)網(wǎng)絡(luò)就必須配備控制系統(tǒng)，使其實(shí)時(shí)控制該網(wǎng)絡(luò)的分與合，通過(guò)電動(dòng)接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換（需要陶瓷開(kāi)關(guān)真空實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切換）?？梢圆捎眉呻娐放c繼電器相配合的方法，也可以完全使用繼電器實(shí)現(xiàn)切換控制。

（2）有條件的可以配備一套監(jiān)視系統(tǒng)，用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控并機(jī)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行記錄報(bào)警預(yù)告，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的主要指標(biāo)越限報(bào)警，如平衡電流出現(xiàn)越限報(bào)警，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換網(wǎng)絡(luò)，送出報(bào)警，達(dá)到無(wú)人值守的程度。

（3）對(duì)于并機(jī)網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和調(diào)整，必要的儀器需要網(wǎng)絡(luò)分析儀、阻抗電橋等進(jìn)行調(diào)試，網(wǎng)絡(luò)調(diào)配時(shí)務(wù)必要準(zhǔn)確，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的虛部盡量最小，使其平衡網(wǎng)絡(luò)盡量達(dá)到并聯(lián)諧振，否則，兩部機(jī)器將互相干擾，無(wú)法實(shí)現(xiàn)并機(jī)工作。平衡網(wǎng)絡(luò)的功率彼此消耗，網(wǎng)絡(luò)元件將發(fā)熱，總輸出功率將小于兩部機(jī)器功率之和。

（4）關(guān)于如何選取并機(jī)網(wǎng)絡(luò)的元器件。

R0（平衡電阻）的選取：

a.當(dāng)兩機(jī)功率相同，P1=P2時(shí)，則并機(jī)時(shí)輸出的電壓和相位也相同（即：Φ=0）這時(shí)平衡電阻無(wú)損耗PR0=0。

b.如 P1=P2若Φ=180°（=-1）兩機(jī)輸出相位相反，則全部功率卻將損耗在平衡電阻R0上。

c.若P1=10KW，P2=0時(shí)（即一號(hào)機(jī)工作）功率分配為PR0=1/2P1=5KW發(fā)射機(jī)輸出為5KW。

選R0的功率按第3項(xiàng)選取，即：PR0=5KW

設(shè)V2=0則VAB=V1那么R0上的電壓電流為：

本機(jī)最大調(diào)制能力為140%，那么140%時(shí)：

則：

考慮在R0上的功率要有冗余度，選2/3位置上工作：

采用甲釉膜電阻RY-50Ω-500W 32只并串，并串，再并串功率為16KW尚可。

電感L1和L2的選擇：

考慮留有充分的余量，建議選用Φ8的銅管線圈。

電容C1和C2的選擇：

C1，C2上的耐壓為：

考慮到安全因素電容工作電壓在2/3為宜

選用高頻高功率瓷介電容為宜。

電容C3的選擇：

M=140%時(shí)：

考慮到安全因素，電容工作電壓在2/3為宜，

采用高頻高功率陶瓷電容與高頻高功率可變電容并聯(lián)為宜。

結(jié)束語(yǔ)

中波發(fā)射臺(tái)由于各種媒體的增多，提升功率播出是優(yōu)質(zhì)播出的迫切需求，并機(jī)播出是提升功率的又一思路。并機(jī)網(wǎng)絡(luò)在中波廣播發(fā)射臺(tái)的應(yīng)用愈來(lái)愈多，倍受好評(píng)，使用并機(jī)播出，電臺(tái)可以相對(duì)靈活地控制功率的覆蓋范圍，又彼此互為備機(jī)。當(dāng)其中一臺(tái)機(jī)器發(fā)生故障時(shí)，可以通過(guò)彼此切換控制迅速實(shí)現(xiàn)單機(jī)工作和并機(jī)工作。確保堅(jiān)持發(fā)射臺(tái)不間斷、高質(zhì)量、既經(jīng)濟(jì)、又安全的方針。從而大大降低了發(fā)射臺(tái)的停播率。因此，并機(jī)播出深受廣大電臺(tái)的歡迎和喜愛(ài)，本文就是為同行提供一個(gè)實(shí)現(xiàn)增加功率的新思路。