TIE47-3A型假負載在短波廣播發(fā)射機中的應(yīng)用

O 引言
    假負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。假負載通?？捎糜跍y試長波、中波及短波廣播發(fā)射機的功率。TIE47-3A(AK57 SLB)型假負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)射機的功率測試；TIE-47-3A型假負載的附屬設(shè)備包括一個風(fēng)水熱交換器和一個帶電子溫控的三通閥。
    TIE47-3A的假負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)帶電機驅(qū)動的三通閥連接到風(fēng)水熱交換器，然后通過面板上的控制鈕能手動或自動調(diào)節(jié)三通閥，以控制進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)測計和溫度保護開關(guān)可作為安全保護裝置接入發(fā)射機控制系統(tǒng)的連鎖回路。其中溫度保護開關(guān)的門限值為85℃，當(dāng)蘇打水溫超過85℃時，溫度保護開關(guān)將會斷開，從而使發(fā)射機控制系統(tǒng)連鎖斷開，最終關(guān)斷發(fā)射機功率系統(tǒng)。

1 假負載的技術(shù)參數(shù)及設(shè)計操作方式
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時小于1．2；100MHz時小于<1．83：
    ◇射頻功率測量用量熱計來進行。
    另外，其蘇打水回路的主要技術(shù)參數(shù)為：
    ◇流量計流量范圍：2500～25000l／h；
    ◇常溫約26℃時，為750kW設(shè)定的流速為25000l／h；
    ◇進出水平均溫度約70℃；
    ◇水泵馬達電壓：3∮ 380V／50Hz；
    ◇水泵馬達功耗約5．1 kW；
    ◇蘇打水總量約250 L。
1．2 設(shè)計和操作方式
    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)過水泵A24和熱交換器A122到電阻R10，再經(jīng)
流量監(jiān)測計A26，流量計A12，溫控保護開關(guān)A7，然后返回到水箱A21。圖2所示是TIE47-3A的假負載聯(lián)鎖線。其中，R10是個虛電阻，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A12可根據(jù)磁感應(yīng)原理工作，滿量程值的測量容限為1．2％，可在工作過程中隨時檢查設(shè)定的流量值，而且應(yīng)在必要時進行校正。
    圖1回路中的溫控保護開關(guān)A7和流量監(jiān)測開關(guān)A26用于保護蘇打水阻R10，它們必須連接到發(fā)射機控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖電路中，當(dāng)蘇打水停止循環(huán)或蘇打水溫度過高時，A26應(yīng)能立即關(guān)機。
    溫度控制器和操作開關(guān)S60安裝在如圖3所示的控制箱中。開關(guān)S60有4個選擇位置，可控制三通閥門A5的OFF(0)、Auto(自動)、Open(↑)、Closed(↓)。假如操作方式在“Auto”位置，溫度控制器將自動控制三通閥A5，調(diào)節(jié)進入熱交換器中進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”位置用于手動調(diào)節(jié)三通閥，當(dāng)選擇Open(↑)時，打開三通閥，蘇打水被旁路而不經(jīng)過熱交換器；當(dāng)選擇Closed(↓)時，則關(guān)閉三通閥，蘇打水流經(jīng)熱交換器進行冷卻。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)機時，發(fā)射機功率加在假負載上，要使假負載阻抗與發(fā)射機的輸出阻抗(經(jīng)變阻線后為300Ω)匹配，就必須把假負載的蘇打水溫度控制在70℃左右(70℃時，蘇打水阻為300Ω)。事實上，通過三通閥A5改變流經(jīng)熱交換器進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。
    操作使用時要注意假負載能轉(zhuǎn)換的最大允許功率。另外，按需求可以改變假負載為其它的阻值(如50歐，不平衡假負載)，或?qū)Ⅰv波比改為：30MHz<1.1，250 MHz<1.5(50歐，不平衡假負載)，同時，蘇打水的需求量決定于安裝尺寸，TIE47-3A的水量是約3Kg無水蘇打(Na2CO3)。

2 假負載的安裝
    在假負載的安裝點附近應(yīng)預(yù)留有自來水供水龍頭和排水溝。如果對假負載進行大檢修，必須要將蘇打水全部排干，并用自來水沖洗干凈整個管道系統(tǒng)(包括蘇打水箱A21)，同時要用酸來中和蘇打水(防腐蝕)。
    安裝時，可以把假負載固定在地面上；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)注意把假負載的地線連接到射頻地網(wǎng)。

3 假負載的調(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，則會產(chǎn)生爆炸性氣體!
    在對TIE47-3A進行調(diào)試時，可先給假負載的水箱加水，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。然后斷開蘇打水阻R10與饋芯的連接，接著用S10／S20開啟測試負載。測試時，把模式選擇開關(guān)S10設(shè)到“LOCAL”(本地)位置，把水泵開關(guān)S20設(shè)到“ON”，然后啟動蘇打水循環(huán)水泵，打開A15閥門。
    之后，再把溫度調(diào)節(jié)控制開關(guān)S60設(shè)到“Open”位置，讓三通閥運行在中間位置，然后把S60開關(guān)設(shè)至“OFF”位置。再調(diào)節(jié)閥門A15，把流量計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。然后采用伏安法測出蘇打水阻值。測試時，可將220 V AC相線經(jīng)一電流表(萬用表放交流電流擋)接到假負載的一個電極上，中線接到假負載的外殼上，同時把電源地線也連到假負載的外殼上，再在電流表的輸出端并一電壓表(萬用表交流電壓檔)。最后用歐姆定律(R=U／I)計算出蘇打水阻值。

    假負載的聯(lián)鎖線必須接入發(fā)射機的閉鎖系統(tǒng)，應(yīng)檢測聯(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。
    之后，再拆去伏安法測量連線，恢復(fù)電阻R10與饋芯的連接，用發(fā)射機功率加熱(如蘇打水箱內(nèi)加裝了加熱電阻，也可以用加熱電阻加熱)來設(shè)定溫度控制器A3的中心溫度為70℃，使蘇打水達得70℃平均溫度。
    接下來關(guān)閉發(fā)射機，并斷開假負載與饋芯的連接，再次檢測加熱狀態(tài)后的R10的電阻值，當(dāng)蘇打水達得70℃平均溫度時，按圖5所示接線方式測出R10的阻值應(yīng)為150Ω左右。

    最后再關(guān)斷發(fā)射機，并把模式選擇開關(guān)S10設(shè)到“OFF”位置，關(guān)斷假負載。
    在維護假負載時， 建議對假負載每周空載(不加發(fā)射機功率)運行約1小時，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，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
    將發(fā)射機輸出功率加到假負載的蘇打水電阻上，然后通過量熱式功率測量單元來測量、計算功率，再把測量出的蘇打水流量和蘇打水電阻進、出水的溫度送到功率表，即可通過假負載在功能上等效負載。但這實際上不是用真正的負載構(gòu)成的，而是用電阻充當(dāng)一定的負載的作用。這種方式在微波射頻上用的比較多，一般調(diào)試階段都會加載假負載來進行模擬。