SW100F型PSM短波發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)改造

摘要：大功率短波廣播發(fā)射機(jī)工作時(shí)，必須使用風(fēng)、水對(duì)發(fā)射機(jī)中使用的電子管、真空電容、槽路線圈等各類電子器件進(jìn)行冷卻降溫，只有保證這些器件處于相對(duì)溫度下，才能保障發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行。因此，發(fā)射機(jī)以及發(fā)射器件的冷卻問(wèn)題對(duì)維護(hù)工作來(lái)說(shuō)，始終是及其重要的課題。本文針對(duì)全球氣候變暖所帶來(lái)的高溫、高熱對(duì)發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)影響展開討論，并以SW100F型100KW短波廣播發(fā)射機(jī)為例，對(duì)運(yùn)維中所發(fā)現(xiàn)發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)存在缺陷進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)技術(shù)改造展開了論述。

關(guān)鍵詞：發(fā)射機(jī) 高末 冷卻系統(tǒng) 改造

中圖分類號(hào)：TN948.53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）10（b）-0000-00

SW100F PSM shortwave transmitter cooling system

Zhu Yan si

（State General Administration of Press and Publication， Radio and Television 761 Station， Yongan， Fujian 366000， China）

Abstract： high-power shortwave radio transmitter to work， you must use the wind and water on the tube used in the transmitter， vacuum condenser， slot line， etc all kinds of electronic device cooling， only guarantee that the device is in a relatively temperature， to ensure the normal operation of the transmitter. So， the problem of transmitter and launch device cooling for maintenance work， is always and important topic. This article in view of the global warming impact of high temperature and high fever on the transmitter cooling system to discuss， and to type SW100F 100 kw shortwave radio transmitter as an example， the operational defects found in transmitter cooling system is analyzed， at the same time， the technology transformation on the transmitter cooling system in this paper.

Keywords： at the end of the transmitter high cooling system

0、引言

SW-100F型100KW短波廣播發(fā)射機(jī)是上世紀(jì)80年代末機(jī)型，本世紀(jì)初我臺(tái)配備了多部這種機(jī)型發(fā)射機(jī)并投產(chǎn)（播音）至今。在長(zhǎng)期的播音工作中發(fā)現(xiàn)該發(fā)射機(jī)在設(shè)計(jì)方面存在許多缺陷和問(wèn)題。例如：由于高周機(jī)箱狹窄、通風(fēng)管道設(shè)計(jì)欠合理造成機(jī)箱溫度過(guò)熱，冷卻水循環(huán)的水流速、水壓、水溫等等原因大大影響了高末級(jí)大功率發(fā)射管的冷卻效率。針對(duì)此問(wèn)題經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)取得良好的效果，在此將幾次改進(jìn)結(jié)果總結(jié)歸納論述。

1、發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)

當(dāng)前，在大功率廣播發(fā)射領(lǐng)域，發(fā)射機(jī)高周仍然采用的是大功率電子管作為發(fā)射管以確保發(fā)射機(jī)播出效率和質(zhì)量。為了保證大功率發(fā)射管的穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)射管的冷卻是極其重要的，而發(fā)射管冷卻系統(tǒng)主要由風(fēng)冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)構(gòu)成。風(fēng)冷系統(tǒng)：主要是為發(fā)射機(jī)的高周系統(tǒng)，寬放、PSM功率模塊、冷凝器等提供集中吹風(fēng)冷卻；為發(fā)射機(jī)高周機(jī)箱提供抽排風(fēng)冷卻。而水冷卻系統(tǒng)：采用的是循環(huán)冷卻方法，對(duì)發(fā)射機(jī)高周電子管、線圈及真空電容進(jìn)行冷卻。以下就發(fā)射機(jī)風(fēng)、水冷卻系統(tǒng)的功能、作用進(jìn)行分析討論。

1.1發(fā)射機(jī)風(fēng)冷系統(tǒng)的主要功能與作用：發(fā)射機(jī)風(fēng)冷，首先是為發(fā)射機(jī)高周（高末和高前級(jí)電子管管座，發(fā)射管燈芯柱、燈絲、柵極，高周槽路線圈，腔體饋管）吹風(fēng)冷卻；其次，由發(fā)射機(jī)所配置的軸流風(fēng)機(jī)為寬放系統(tǒng)進(jìn)行吹風(fēng)冷卻；再次，為PSM發(fā)射機(jī)功率開關(guān)模塊小板集中吹風(fēng)冷卻；其四，為發(fā)射機(jī)機(jī)箱內(nèi)沉積的熱量進(jìn)行抽風(fēng)冷卻。

1.2發(fā)射機(jī)水冷卻系統(tǒng)：主要由水箱、水泵、冷凝器、離子交換器構(gòu)成，為發(fā)射機(jī)高末電子管、高前電子管、盤型線圈、T網(wǎng)絡(luò)線圈、高末真空電容進(jìn)行超蒸發(fā)冷卻；既電子管工作時(shí)，蒸發(fā)鍋里的水被電子管屏極耗散的熱量加熱而沸騰成為蒸氣，由蒸發(fā)鍋噴射出來(lái)與冷卻水混合冷凝；由于冷卻水溫遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于蒸發(fā)鍋里沸騰的水，因此蒸發(fā)鍋噴射出來(lái)水不會(huì)被汽化成為蒸氣，而是混合成熱水與水泵抽來(lái)的水進(jìn)行循環(huán)實(shí)現(xiàn)冷卻。

2、改造的原因

在筆者維護(hù)的PSM短波廣播發(fā)射機(jī)中，由于發(fā)射機(jī)年代甚久，介于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件，發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)上存在諸多不科學(xué)、不合理的地方。如：風(fēng)泵房空間緊湊，設(shè)備擁擠， 大功率主風(fēng)機(jī)管道布局不合理，彎道多，角度大，以面吹風(fēng)代替了集中吹風(fēng)；使得酷暑季節(jié)極易出現(xiàn)功率開關(guān)模塊板因溫度過(guò)高受損或使控制系統(tǒng)誤動(dòng)作，末級(jí)槽路電容水冷環(huán)過(guò)熱卡死等等；此外由于高周機(jī)箱抽風(fēng)口位置欠佳，致使機(jī)箱內(nèi)熱氣抽排效率低等造成停播事故。水循環(huán)冷卻系統(tǒng)管道布局和主（備）水泵管道連接不科學(xué)，導(dǎo)致主備水泵切換需人工從樓上機(jī)房到樓下風(fēng)泵房進(jìn)行操作，既復(fù)雜、又費(fèi)時(shí)耗力，也不利于安全播音的需要。

3、改造方案與實(shí)現(xiàn)

3.1設(shè)計(jì)思路

根據(jù)近年來(lái)福建省夏季氣候變化，以及受厄爾尼諾影響，海水溫度逐年偏高導(dǎo)致氣溫偏高；對(duì)原發(fā)射機(jī)配置的風(fēng)機(jī)、冷凝器進(jìn)行綜合考慮，新增了冷凝器、風(fēng)機(jī)；對(duì)風(fēng)、水管道重新設(shè)計(jì)，科學(xué)合理布局改造，提高了熱交換效率。改造后使用4臺(tái)1.5KW風(fēng)機(jī)，冷卻效率可達(dá)到120KW；4臺(tái)風(fēng)機(jī)亦可可根據(jù)氣候變化和需要，通過(guò)控制系統(tǒng)，采用多臺(tái)或單臺(tái)風(fēng)機(jī)工作。兩臺(tái)冷凝器也可通過(guò)控制電路和科學(xué)連接后實(shí)現(xiàn)單機(jī)、雙機(jī)串聯(lián)、雙機(jī)并聯(lián)等多種模式自由切換，雙機(jī)還可互為備份，增加了水路運(yùn)行的安全性、可靠性。同時(shí)增加的數(shù)字流量計(jì)，原樹脂過(guò)濾器進(jìn)出水端設(shè)計(jì)安裝了閘閥，出水口設(shè)計(jì)安裝了過(guò)濾器，冷凝器進(jìn)出水口設(shè)計(jì)安裝了排水口便于維護(hù)清洗。

3.2方案實(shí)施：

⑴ 依據(jù)改造方案，對(duì)原水冷卻循環(huán)管道重新科學(xué)布局；并在每部發(fā)射機(jī)原一臺(tái)冷凝器基礎(chǔ)上另增加了一臺(tái)冷凝器，兩臺(tái)冷凝器的工作方式由智能溫控器根據(jù)冷凝器出水口溫度取樣的數(shù)值進(jìn)行控制；出水口水溫≤55℃由一臺(tái)冷凝器工作，≥55℃由兩臺(tái)同時(shí)工作，在電路和管道連接方面，設(shè)計(jì)了亦可并可串，互為備份的控制系統(tǒng)；既雙機(jī)串聯(lián)、雙機(jī)并聯(lián)多種模式切換，雙機(jī)互為備份；圖1 是水循環(huán)控制系統(tǒng)圖，由此保障了冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的安全性。改造后冷凝器參數(shù)：工作

電壓：AC380V；功率：1.5KW×4；冷卻水流量：L<20立方米；冷卻效率：120KW。圖2是改造后的冷凝器及管道樞紐。改造后冷凝器在入水溫度相對(duì)相同的情況下，出水溫度由60℃降低至49℃；通過(guò)改造有效改善了熱交換效率。

⑵在發(fā)射機(jī)末級(jí)槽路電容，增設(shè)了槽路電容水冷環(huán)，圖3為電容冷卻環(huán)位置。加裝了槽路電容水冷環(huán)可有效控制和降低了電容工作溫度，減少了因失諧造成的電容過(guò)熱卡死現(xiàn)象發(fā)生。由于槽路電容水冷卻管道位于電容底座（機(jī)箱底部），與發(fā)射機(jī)水循環(huán)系統(tǒng)管道相連，密封性能好；原更換電容器需要拆開管道，排出殘余冷卻水，極不方便、也不安全。為此，在出水和入水口加裝了閥門，更換電容器時(shí)只需關(guān)閉出入水閥門既可，無(wú)需對(duì)整個(gè)水路進(jìn)行排水；也為水冷卻系統(tǒng)其它器件需要切斷冷卻水時(shí)提供了安全和方便。圖4是冷卻環(huán)出入水開口位置圖。

⑶發(fā)射機(jī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)射機(jī)高周系統(tǒng)處于高頻、高溫、高密封機(jī)箱之中，機(jī)箱內(nèi)由各類器件發(fā)散出來(lái)的熱量如不能及時(shí)排出，就會(huì)影響發(fā)射機(jī)運(yùn)行，嚴(yán)重會(huì)損毀器件。因此，改善高周部位風(fēng)冷循環(huán)，降低高周溫度是非常必要的。由于原設(shè)計(jì)是上世紀(jì)九十年代，對(duì)氣候變化和抽風(fēng)機(jī)功率和風(fēng)管道及管道開口設(shè)計(jì)等方面存在許多不合理的地方。因此對(duì)風(fēng)管進(jìn)行了科學(xué)合理地重新設(shè)計(jì)安裝，加大了主風(fēng)管口徑，盡可能將對(duì)面吹風(fēng)改為點(diǎn)集中吹風(fēng)，根據(jù)氣候變化和機(jī)箱內(nèi)溫度由于溫度控制電路，調(diào)節(jié)控制室外空氣進(jìn)風(fēng)量，并在高周機(jī)箱頂部加裝了抽風(fēng)機(jī)，如圖5 高周機(jī)箱加裝抽排風(fēng)機(jī)所示；同時(shí)對(duì)機(jī)箱內(nèi)溫度進(jìn)行監(jiān)控，確保機(jī)箱內(nèi)溫度能夠掌控在保障發(fā)射機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的范圍。

由于篇幅有限，文中關(guān)于發(fā)射機(jī)溫度智能控制，機(jī)箱溫度監(jiān)測(cè)等原理電路由另文論述。

4、結(jié)語(yǔ)

我臺(tái)SW-100F型PSM短波發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)通過(guò)技改后，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互對(duì)發(fā)射機(jī)風(fēng)水冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能控制。其主要是通過(guò)控制各類風(fēng)機(jī)數(shù)量、室外空氣進(jìn)風(fēng)量，調(diào)節(jié)機(jī)箱排風(fēng)量和通過(guò)控制進(jìn)、出循環(huán)水的溫度、流量、流速，達(dá)到滿足發(fā)射機(jī)和真空器件的散熱要求，從而保障了發(fā)射機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)踐證明，改造后的發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，控制可靠，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求和實(shí)際效果。此項(xiàng)技術(shù)改造在同類型五部發(fā)射機(jī)上推廣應(yīng)用，深受一線同志肯定。

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