貝爾德假負(fù)載改造

王贄 孫鴻岳

【摘要】? ? 將假負(fù)載冷卻液溫度與風(fēng)機(jī)工作聯(lián)動，僅在冷卻液溫度超過設(shè)定值時，風(fēng)機(jī)才自動啟動對冷卻液進(jìn)行降溫。從而消除了假負(fù)載在冬季因冷卻風(fēng)機(jī)工作導(dǎo)致冷卻液凍結(jié)，假負(fù)載不能使用的問題。

【關(guān)鍵詞】? ? 假負(fù)載? ? 溫度控制? ? 風(fēng)機(jī)受控

一、改造的原因與目的

貝爾德DLS-100kw型假負(fù)載是由水--風(fēng)冷卻系統(tǒng)、功率測量部分和同軸負(fù)載部分組成。同軸負(fù)載用來承載輸入高頻功率，并轉(zhuǎn)為熱能，需通過水循環(huán)進(jìn)行散熱。假負(fù)載工作時，首先水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動管路中的冷卻液流動，同時室外散熱器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動對流過散熱器的冷卻液進(jìn)行風(fēng)冷降溫。循環(huán)在管路中的冷卻液在同軸負(fù)載上吸收熱量被加溫，流過散熱片被散熱降溫，如此循環(huán)。

機(jī)房假負(fù)載的散熱器是露天安裝在場區(qū)中的。冬季環(huán)境溫度低，假負(fù)載運(yùn)行時，如發(fā)射機(jī)未開機(jī)或中途停機(jī)，冷卻液不被負(fù)載加溫，再流經(jīng)散熱器被風(fēng)機(jī)強(qiáng)制風(fēng)冷散熱，就可能因溫度過低凍結(jié)在管道里。這會使假負(fù)載無法使用并影響相關(guān)設(shè)備檢修。機(jī)房就曾經(jīng)出現(xiàn)這種情況。為避免結(jié)冰如加大冷卻液中防凍劑比例又會加重對管道、流速測量器的腐蝕。

為適應(yīng)機(jī)房情況，使假負(fù)載運(yùn)行更加穩(wěn)定，我們通過改造要實現(xiàn)：1、用冷卻液溫度控制冷卻風(fēng)機(jī)的工作。僅在液溫高于設(shè)定值（現(xiàn)設(shè)定為26℃）風(fēng)機(jī)才啟動對冷卻液強(qiáng)制散熱。液溫低于設(shè)定值后風(fēng)機(jī)自動停止。消除了假負(fù)載因冷卻液凍結(jié)不能使用的問題。2、液溫設(shè)定溫度可根據(jù)要求靈活調(diào)整。3、具有應(yīng)急旁路開關(guān)。在新增電路不能正常工作時，使用旁路開關(guān)可使設(shè)備快速恢復(fù)原工作模式。

二、可行性分析

1、風(fēng)機(jī)與假負(fù)載啟動不同步可行性：

冬季使用假負(fù)載時，初始水溫一般在0度及以下，加載50kw功率，水溫最高可到18-20度。在夏季使用時初始水溫20-25度，加載50kw水溫最高可到32-35度。對比可見，假負(fù)載運(yùn)行主要依靠水泵推動冷卻液流動將負(fù)載電阻因承載功率產(chǎn)生的熱量帶走。這個過程在冷卻水處于常規(guī)溫度（0-35度）都是安全可靠的。因此，在冷卻液的溫度低時，不啟動風(fēng)機(jī)，依靠水泵帶動水循環(huán)自然散熱，直到水溫高于設(shè)定溫度（現(xiàn)設(shè)定為26度）再啟動風(fēng)機(jī)強(qiáng)制散熱是安全的。

2、電路改造可行性：

假負(fù)載開機(jī)過程：按開機(jī)鍵進(jìn)行開機(jī)，水泵控制繼電器KM1閉合，水泵開始工作。KM1動作，帶動副接點閉合，風(fēng)機(jī)控制繼電器KM2閉合，室外風(fēng)機(jī)開始工作。

如在原系統(tǒng)風(fēng)機(jī)控制繼電器KM2線包供電電路中，串入溫度控制繼電器K，就可以實現(xiàn)以溫度控制風(fēng)機(jī)工作的目的。

3、電路說明：

R1、R2、VR1、Pt100構(gòu)成測量電橋（其中R1=R2，VR1為可調(diào)精密電阻），當(dāng)Pt100的電阻值和VR2的電阻值不相等時，電橋輸出一個mV級的壓差信號，這個壓差信號經(jīng)過運(yùn)放LM324放大后作為水溫測量數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)電位器VR2阻值大小就可以改變溫度控制點的設(shè)定。NE555和R7、C2組成單穩(wěn)態(tài)定時控制電路，555工作在單穩(wěn)態(tài)模式。當(dāng)冷卻液溫度<26度時，555的觸發(fā)端電平低于觸發(fā)翻轉(zhuǎn)電平（1/3VCC），單穩(wěn)電路處于置位狀態(tài)，3腳輸出高電平，LED發(fā)光，同時觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，繼電器K閉合，常閉點打開，風(fēng)機(jī)不工作。維持暫穩(wěn)持續(xù)時間后（暫穩(wěn)時間=1.1RC），再次檢測555電路2腳電壓，如電壓仍為低電壓，3腳輸出仍為高電平，風(fēng)機(jī)不工作。當(dāng)水溫高于26度，LM324輸出電壓增高，555電路2腳電壓高于觸發(fā)翻轉(zhuǎn)電平，555輸出轉(zhuǎn)為低電壓，SCR關(guān)斷，繼電器K常閉點閉合，假負(fù)載繼電器KM2閉合，室外風(fēng)機(jī)開始工作。等水溫低于26度后，風(fēng)機(jī)再次停機(jī)。

溫控器電路圖

在此設(shè)計中，水溫采集選用了PT100熱敏電阻，熱敏電阻密封后放置水循環(huán)管路中，直接檢測循環(huán)水的溫度。而且此裝置有旁路開關(guān)，不影響原假負(fù)載各項功能。

異常情況處理：如假負(fù)載水溫高于設(shè)定溫度，室外風(fēng)機(jī)仍不啟動，懷疑為溫度控制系統(tǒng)故障?？煽刂齐娐冯p聯(lián)斷路器斷開，此時加入的電路供電中斷，接入的繼電器常閉點閉合，即可恢復(fù)KM2線包接線，使假負(fù)載恢復(fù)原工作方式。

三、使用情況及效果：

1、自5月份完成改造，運(yùn)行良好?，F(xiàn)設(shè)定風(fēng)機(jī)啟動的水溫是26℃。當(dāng)備機(jī)在假負(fù)載（輸出功率10kw）試機(jī)時，假負(fù)載和備機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，但室外風(fēng)機(jī)并沒有啟動。

2、主機(jī)夜間在假負(fù)載試機(jī)時（輸出功率50kw），初期假負(fù)載水溫較低，室外風(fēng)機(jī)不啟動，隨著試機(jī)時間增加，假負(fù)載水溫上升，超過26℃后室外風(fēng)機(jī)啟動，進(jìn)行散熱。

3、測試旁路開關(guān)功能。假負(fù)載運(yùn)行、風(fēng)機(jī)停止時，使用旁路開關(guān)，風(fēng)機(jī)立即啟動，完全恢復(fù)原設(shè)備功能。

4、因縮短了風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時間，具有節(jié)能降耗的效果。