TIE47-3A型假負(fù)載在短波廣播發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用

O 引言
    假負(fù)載是可以替代終端在某一電路(如放大器)或電器輸出端口接收電功率的元器件、部件或裝置。假負(fù)載通?？捎糜跍y(cè)試長(zhǎng)波、中波及短波廣播發(fā)射機(jī)的功率。TIE47-3A(AK57 SLB)型假負(fù)載的最大功率耗散為750 kW，可以適用于載波功率為500 kW的發(fā)射機(jī)的功率測(cè)試；TIE-47-3A型假負(fù)載的附屬設(shè)備包括一個(gè)風(fēng)水熱交換器和一個(gè)帶電子溫控的三通閥。
    TIE47-3A的假負(fù)載消耗的功率通常取決于蘇打水回路中蘇打水的溫度和流量。在這個(gè)閉合的蘇打水回路中，最重要部分是蘇打水阻，而且要求在30 Hz～30 MHz的寬頻段范圍內(nèi)有比較恒定的阻抗。
    TIE47-3A的蘇打水回路經(jīng)帶電機(jī)驅(qū)動(dòng)的三通閥連接到風(fēng)水熱交換器，然后通過(guò)面板上的控制鈕能手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)三通閥，以控制進(jìn)入熱交換器中的蘇打水流量，從而使蘇打水的平均溫度保持基本恒定。在蘇打水回路中安裝的流量監(jiān)測(cè)計(jì)和溫度保護(hù)開(kāi)關(guān)可作為安全保護(hù)裝置接入發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)的連鎖回路。其中溫度保護(hù)開(kāi)關(guān)的門限值為85℃，當(dāng)蘇打水溫超過(guò)85℃時(shí)，溫度保護(hù)開(kāi)關(guān)將會(huì)斷開(kāi)，從而使發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)連鎖斷開(kāi)，最終關(guān)斷發(fā)射機(jī)功率系統(tǒng)。

1 假負(fù)載的技術(shù)參數(shù)及設(shè)計(jì)操作方式
1．1技術(shù)參數(shù)
    TIE47-3A的主要技術(shù)參數(shù)如下：
    ◇功率：750kW；
    ◇頻率范圍：30Hz～30MHz：
    ◇阻值：300歐平衡；
    ◇最大駐波比：26MHz時(shí)小于1．2；100MHz時(shí)小于<1．83：
    ◇射頻功率測(cè)量用量熱計(jì)來(lái)進(jìn)行。
    另外，其蘇打水回路的主要技術(shù)參數(shù)為：
    ◇流量計(jì)流量范圍：2500～25000l／h；
    ◇常溫約26℃時(shí)，為750kW設(shè)定的流速為25000l／h；
    ◇進(jìn)出水平均溫度約70℃；
    ◇水泵馬達(dá)電壓：3∮ 380V／50Hz；
    ◇水泵馬達(dá)功耗約5．1 kW；
    ◇蘇打水總量約250 L。
1．2 設(shè)計(jì)和操作方式
    TIE47-3A的蘇打水回路原理如圖l所示。圖中蘇打水從水箱A21(裝滿3／4箱)中流出，然后經(jīng)過(guò)水泵A24和熱交換器A122到電阻R10，再經(jīng)
流量監(jiān)測(cè)計(jì)A26，流量計(jì)A12，溫控保護(hù)開(kāi)關(guān)A7，然后返回到水箱A21。圖2所示是TIE47-3A的假負(fù)載聯(lián)鎖線。其中，R10是個(gè)虛電阻，在圖2中用它表示蘇打水的等效水阻。

    蘇打水的流速由閥門A15控制，流量計(jì)A12可根據(jù)磁感應(yīng)原理工作，滿量程值的測(cè)量容限為1．2％，可在工作過(guò)程中隨時(shí)檢查設(shè)定的流量值，而且應(yīng)在必要時(shí)進(jìn)行校正。
    圖1回路中的溫控保護(hù)開(kāi)關(guān)A7和流量監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)A26用于保護(hù)蘇打水阻R10，它們必須連接到發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖電路中，當(dāng)蘇打水停止循環(huán)或蘇打水溫度過(guò)高時(shí)，A26應(yīng)能立即關(guān)機(jī)。
    溫度控制器和操作開(kāi)關(guān)S60安裝在如圖3所示的控制箱中。開(kāi)關(guān)S60有4個(gè)選擇位置，可控制三通閥門A5的OFF(0)、Auto(自動(dòng))、Open(↑)、Closed(↓)。假如操作方式在“Auto”位置，溫度控制器將自動(dòng)控制三通閥A5，調(diào)節(jié)進(jìn)入熱交換器中進(jìn)行冷卻的蘇打水流量，從而調(diào)節(jié)蘇打水溫度，使蘇打水平均溫度保持基本恒定。“Open”和“Closed”位置用于手動(dòng)調(diào)節(jié)三通閥，當(dāng)選擇Open(↑)時(shí)，打開(kāi)三通閥，蘇打水被旁路而不經(jīng)過(guò)熱交換器；當(dāng)選擇Closed(↓)時(shí)，則關(guān)閉三通閥，蘇打水流經(jīng)熱交換器進(jìn)行冷卻。OFF(0)位置將關(guān)閉三通閥控制電路。

    三通閥A5用于調(diào)節(jié)熱交換器中蘇打水流量與旁路中蘇打水流量的比例，從而將蘇打水的平均溫度調(diào)節(jié)到70℃左右。例如，調(diào)機(jī)時(shí)，發(fā)射機(jī)功率加在假負(fù)載上，要使假負(fù)載阻抗與發(fā)射機(jī)的輸出阻抗(經(jīng)變阻線后為300Ω)匹配，就必須把假負(fù)載的蘇打水溫度控制在70℃左右(70℃時(shí)，蘇打水阻為300Ω)。事實(shí)上，通過(guò)三通閥A5改變流經(jīng)熱交換器進(jìn)行冷卻的蘇打水流量，可以將蘇打水的溫度調(diào)節(jié)到適當(dāng)溫度。
    操作使用時(shí)要注意假負(fù)載能轉(zhuǎn)換的最大允許功率。另外，按需求可以改變假負(fù)載為其它的阻值(如50歐，不平衡假負(fù)載)，或?qū)Ⅰv波比改為：30MHz<1.1，250 MHz<1.5(50歐，不平衡假負(fù)載)，同時(shí)，蘇打水的需求量決定于安裝尺寸，TIE47-3A的水量是約3Kg無(wú)水蘇打(Na2CO3)。

2 假負(fù)載的安裝
    在假負(fù)載的安裝點(diǎn)附近應(yīng)預(yù)留有自來(lái)水供水龍頭和排水溝。如果對(duì)假負(fù)載進(jìn)行大檢修，必須要將蘇打水全部排干，并用自來(lái)水沖洗干凈整個(gè)管道系統(tǒng)(包括蘇打水箱A21)，同時(shí)要用酸來(lái)中和蘇打水(防腐蝕)。
    安裝時(shí)，可以把假負(fù)載固定在地面上；然后安裝電控箱A100，再連接電源和饋線，同時(shí)連接冷卻水源以及冷卻水路的排氣孔(排氣孔螺釘裝在蘇打水熱交換器A122的頂端)；另外，還應(yīng)注意把假負(fù)載的地線連接到射頻地網(wǎng)。

3 假負(fù)載的調(diào)試
    蘇打水阻R10只能與交流電壓相連，如果連接到直流電壓，則會(huì)產(chǎn)生爆炸性氣體!
    在對(duì)TIE47-3A進(jìn)行調(diào)試時(shí)，可先給假負(fù)載的水箱加水，加水應(yīng)加至水箱的3／4處，這樣可給從熱交換器返回的蘇打水預(yù)留空間。然后斷開(kāi)蘇打水阻R10與饋芯的連接，接著用S10／S20開(kāi)啟測(cè)試負(fù)載。測(cè)試時(shí)，把模式選擇開(kāi)關(guān)S10設(shè)到“LOCAL”(本地)位置，把水泵開(kāi)關(guān)S20設(shè)到“ON”，然后啟動(dòng)蘇打水循環(huán)水泵，打開(kāi)A15閥門。
    之后，再把溫度調(diào)節(jié)控制開(kāi)關(guān)S60設(shè)到“Open”位置，讓三通閥運(yùn)行在中間位置，然后把S60開(kāi)關(guān)設(shè)至“OFF”位置。再調(diào)節(jié)閥門A15，把流量計(jì)A12的流量調(diào)到27 m3／h。然后再添加蘇打，根據(jù)圖4所示的蘇打水阻曲線圖設(shè)定蘇打水阻值。然后采用伏安法測(cè)出蘇打水阻值。測(cè)試時(shí)，可將220 V AC相線經(jīng)一電流表(萬(wàn)用表放交流電流擋)接到假負(fù)載的一個(gè)電極上，中線接到假負(fù)載的外殼上，同時(shí)把電源地線也連到假負(fù)載的外殼上，再在電流表的輸出端并一電壓表(萬(wàn)用表交流電壓檔)。最后用歐姆定律(R=U／I)計(jì)算出蘇打水阻值。

    假負(fù)載的聯(lián)鎖線必須接入發(fā)射機(jī)的閉鎖系統(tǒng)，應(yīng)檢測(cè)聯(lián)鎖回路中的所有設(shè)備的功能，然后設(shè)定正確的門限或關(guān)斷點(diǎn)。
    之后，再拆去伏安法測(cè)量連線，恢復(fù)電阻R10與饋芯的連接，用發(fā)射機(jī)功率加熱(如蘇打水箱內(nèi)加裝了加熱電阻，也可以用加熱電阻加熱)來(lái)設(shè)定溫度控制器A3的中心溫度為70℃，使蘇打水達(dá)得70℃平均溫度。
    接下來(lái)關(guān)閉發(fā)射機(jī)，并斷開(kāi)假負(fù)載與饋芯的連接，再次檢測(cè)加熱狀態(tài)后的R10的電阻值，當(dāng)蘇打水達(dá)得70℃平均溫度時(shí)，按圖5所示接線方式測(cè)出R10的阻值應(yīng)為150Ω左右。

    最后再關(guān)斷發(fā)射機(jī)，并把模式選擇開(kāi)關(guān)S10設(shè)到“OFF”位置，關(guān)斷假負(fù)載。
    在維護(hù)假負(fù)載時(shí)， 建議對(duì)假負(fù)載每周空載(不加發(fā)射機(jī)功率)運(yùn)行約1小時(shí)，使結(jié)晶蘇打重新與水混合溶解。
    而TIE47-3A的其他元器件一般不需要特別維護(hù)，但熱交換器要定期清檢，特別是冷凝管散熱片不要被臟物堵塞，可用高壓水槍沖洗。

4 結(jié)束語(yǔ)
    將發(fā)射機(jī)輸出功率加到假負(fù)載的蘇打水電阻上，然后通過(guò)量熱式功率測(cè)量單元來(lái)測(cè)量、計(jì)算功率，再把測(cè)量出的蘇打水流量和蘇打水電阻進(jìn)、出水的溫度送到功率表，即可通過(guò)假負(fù)載在功能上等效負(fù)載。但這實(shí)際上不是用真正的負(fù)載構(gòu)成的，而是用電阻充當(dāng)一定的負(fù)載的作用。這種方式在微波射頻上用的比較多，一般調(diào)試階段都會(huì)加載假負(fù)載來(lái)進(jìn)行模擬。