李琍

摘 要：DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)在發(fā)射機(jī)自動(dòng)化改造完成后，采用一塊馬達(dá)電源板，為發(fā)射機(jī)調(diào)諧控制系統(tǒng)提供±15 V電源，但該馬達(dá)電源板在安全播音中頻繁出現(xiàn)故障。對(duì)故障情況進(jìn)行了深入的分析，并提出了具體的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：馬達(dá)電源板；電源；設(shè)計(jì)原理；驅(qū)動(dòng)板

中圖分類號(hào)：TN838 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.069

伴隨著設(shè)備自動(dòng)化、信息化、集成化程度的提高，我臺(tái)12部DF100A型100 kW短波發(fā)射機(jī)先后于2005年和2008年進(jìn)行了發(fā)射機(jī)自動(dòng)化改造工程，改造后的發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)采用了一塊馬達(dá)電源板，為發(fā)射機(jī)調(diào)諧控制系統(tǒng)提供了精確的±15 V直流穩(wěn)壓電源，但是，此電源板沒(méi)有過(guò)流短路保護(hù)功能。在實(shí)際的應(yīng)用中，當(dāng)馬達(dá)電源板回路出現(xiàn)過(guò)流或短路故障時(shí)，容易出現(xiàn)損壞馬達(dá)電源板和驅(qū)動(dòng)板等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)損壞電容、電感和伺服馬達(dá)等器件的情況，為安全傳輸發(fā)射播出工作埋下了很大的隱患。針對(duì)上述問(wèn)題，我們進(jìn)行了認(rèn)真的調(diào)研和分析，并對(duì)其進(jìn)行了改造。

1 改造前馬達(dá)電源板的工作原理及問(wèn)題

1.1 改造前的馬達(dá)電源板的工作原理

改造前的馬達(dá)電源板是專門為發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的輔助電源，將原有的±28 V電源轉(zhuǎn)換成為±15 V直流電源，改為獨(dú)立的±15 V電源。該板產(chǎn)生的±15 V直流穩(wěn)壓電源給高前、高末調(diào)諧、高末負(fù)載、平轉(zhuǎn)、諧波以及三個(gè)波段的所有預(yù)置和調(diào)諧電位器供電。輸入的±24 V直流電源經(jīng)穩(wěn)壓后，通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)母板提供給各路馬達(dá)驅(qū)動(dòng)放大板、調(diào)諧電位器和隨動(dòng)電位器。該穩(wěn)壓電源還用于馬達(dá)緩沖板。馬達(dá)電源板還能夠通過(guò)對(duì)各馬達(dá)驅(qū)動(dòng)放大板輸出的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，判斷各馬達(dá)板是否工作正常，并可通過(guò)485口將不正常的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)放大板信息傳送給本地控制單元計(jì)算機(jī)。

1.2 改造前的馬達(dá)電源板引發(fā)的故障分析

1.2.1 馬達(dá)電源板燒壞

發(fā)射機(jī)在播音過(guò)程中突然掉高壓，重加時(shí)也上不去，末前找不到調(diào)諧點(diǎn)，手動(dòng)調(diào)諧，情況一樣。仔細(xì)觀察，高前、高末等傳動(dòng)部分均不動(dòng)作，不能驅(qū)動(dòng)馬達(dá)到位。迅速判斷為調(diào)諧控制系統(tǒng)的公共部分出現(xiàn)故障，檢查后發(fā)現(xiàn)馬達(dá)電源板+15 V限流電阻燒黑，測(cè)量阻值為無(wú)窮大，說(shuō)明該電源板負(fù)載有短路現(xiàn)象，后查到末前隨動(dòng)電位器焊接線碰到機(jī)箱外殼。在以后的維護(hù)工作中，凡是更換、焊接隨動(dòng)電位器時(shí)，應(yīng)注意先拔下組件插頭，防止意外短路而燒壞馬達(dá)電源板。

1.2.2 調(diào)諧時(shí)找不到調(diào)諧點(diǎn)，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)限位

在馬達(dá)電源板提供的±15 V兩路電源中，+15 V電源損壞，-15 V電源正常供電。在調(diào)諧控制系統(tǒng)中，這樣的情況使馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板持續(xù)輸出+28 V或-28 V電源，伺服馬達(dá)一直向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到限位。

DF100A短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧、調(diào)載等各種回路的調(diào)整歸根到底是對(duì)真空電容和電感的調(diào)整，這些器件不可能在一個(gè)方向上無(wú)限可調(diào)，如果調(diào)整超過(guò)限定，就會(huì)損害器件。人在調(diào)整時(shí)，不可能知道這些器件是否到限位點(diǎn)，這時(shí)就由機(jī)械限位裝置來(lái)保護(hù)這些可調(diào)器件的安全，當(dāng)?shù)竭_(dá)限位點(diǎn)時(shí)，機(jī)械限位裝置會(huì)斷開(kāi)馬達(dá)，使放大器的輸出電壓不能加到馬達(dá)上，即馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

1.3 改造前的馬達(dá)電源板存在的問(wèn)題

此馬達(dá)電源板沒(méi)有過(guò)流短路保護(hù)功能，從多年發(fā)射機(jī)的運(yùn)行情況和故障現(xiàn)象判斷，在實(shí)際的應(yīng)用中，當(dāng)馬達(dá)電源板回路出現(xiàn)過(guò)流或短路故障時(shí)，會(huì)引起以下故障問(wèn)題：①損壞馬達(dá)電源板；②馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板長(zhǎng)時(shí)間在大電流輸出狀態(tài)下工作，導(dǎo)致馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板損壞；③馬達(dá)電源板提供+15 V和-15 V兩路電源。根據(jù)多年的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，通常馬達(dá)電源板損壞情況為只有一路電源損壞，而另一路正常供電。在調(diào)諧控制系統(tǒng)中，這樣的情況使馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板持續(xù)輸出+28 V或-28 V電源，伺服馬達(dá)一直向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到限位。在限位保護(hù)失靈時(shí)，會(huì)損壞電容、電感、伺服馬達(dá)等器件。

2 改造后的馬達(dá)電源板結(jié)構(gòu)圖及設(shè)計(jì)原理

2.1 改造前后的馬達(dá)電源板

2.2 改進(jìn)后的馬達(dá)電源板結(jié)構(gòu)

改進(jìn)后的馬達(dá)電源板結(jié)構(gòu)如圖2所示。

如圖2所示，改進(jìn)后的馬達(dá)電源板增加了過(guò)流取樣電路、過(guò)流判斷電路、過(guò)流保護(hù)電路和過(guò)流指示電路四個(gè)部分。過(guò)流取樣電路負(fù)責(zé)對(duì)電源板工作時(shí)的電流情況進(jìn)行取樣；過(guò)流判斷電路負(fù)責(zé)判斷電源板工作電流是否大于設(shè)定值，當(dāng)大于設(shè)定值時(shí)，發(fā)出過(guò)流信號(hào)；過(guò)流保護(hù)切斷執(zhí)行電路在接收到過(guò)流信號(hào)后，同時(shí)切斷兩路電源供給，馬達(dá)電源板輸出電壓為0，能有效避免電源板燒毀以及+15 V和-15 V兩路電源中，有一路過(guò)流短路損壞，而另一路供電導(dǎo)致的發(fā)射機(jī)調(diào)諧控制系統(tǒng)問(wèn)題；指示電路完成馬達(dá)電源板的正常工作指示以及過(guò)流切斷指示。

2.3 改造后的馬達(dá)電源板的設(shè)計(jì)原理分析

改造后的馬達(dá)電源板的設(shè)計(jì)原理如圖3所示。在電路中，R1、R2用來(lái)進(jìn)行過(guò)流取樣，R2、R3、R7、U2組成過(guò)流判斷電路，K1、Q1、D2、D4組成過(guò)流保護(hù)電路，在過(guò)流時(shí)，執(zhí)行切斷功能。在工作時(shí)，+24 V電壓通過(guò)R1、K1-13，11接點(diǎn)送到U1，U1輸出+15 V電壓，為調(diào)諧控制系統(tǒng)提供+15 V電源。對(duì)過(guò)流信號(hào)的取樣是通過(guò)R1、R2完成的。當(dāng)電流變化時(shí)，電流在R1兩端形成的壓降也隨著變化，R2中心端的電壓也會(huì)發(fā)生變化。這樣就把電流的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化，方便進(jìn)行取樣。R3、R7組成分壓電路，R7上端的電壓經(jīng)R11送到比較器U2-3腳。R2中心端電壓通過(guò)R4送到比較器U2-2腳。U2-3腳處的電壓是固定的。當(dāng)電路電流增大時(shí)，R1端壓降增大，K1-11腳處的電壓降低，進(jìn)而導(dǎo)致R2中心端電壓和U2-2腳電壓降低。電流增大到一定程度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致U2-2腳電壓低于U2-3腳電壓，U2-1腳輸出高電位+24 V。這時(shí)，Q1、D4導(dǎo)通，K1線圈得電，K1動(dòng)作，K1-13，11腳斷開(kāi)，切斷了U1的電源供給，同時(shí)U1輸出電壓為0，停止向外供電。在K1-13，11斷開(kāi)后，U2-2腳電壓通過(guò)R2拉到0.低于U2-3腳電壓，U2-1腳保持輸出高電位+24 V，使得Q1、D4保持導(dǎo)通，繼電器K1線圈保持得電。當(dāng)K1動(dòng)作時(shí)，K1-4，8腳接通。因?yàn)镵1-4接地，K2-1腳接-24 V，這樣，D6導(dǎo)通，繼電器K2線圈得電動(dòng)作，U2-4，6腳斷開(kāi)，切斷-24V電壓到U3的通路，U3輸入電壓為0，所以輸出電壓為0，不能向外部提供-15 V電壓，停止供電。

電流過(guò)流值的設(shè)置，調(diào)節(jié)電位器R2可以設(shè)置+15 V電源的過(guò)流保護(hù)電流值，調(diào)節(jié)電位器R13可以設(shè)置-15 V電源的過(guò)流保護(hù)電流值。

在電源正常工作時(shí)，LED1為紅色發(fā)光二極管，發(fā)光時(shí)，指示+15 V電源工作正常。LED2為綠色發(fā)光二極管，發(fā)光時(shí)，指示-15 V電源工作正常。當(dāng)出現(xiàn)過(guò)流或者短路時(shí)，電路進(jìn)行保護(hù)，此時(shí)，繼電器K1、K2同時(shí)動(dòng)作，K1-9，11閉合，點(diǎn)亮黃色發(fā)光二極管LED3，指示電路過(guò)流。在過(guò)流短路切斷保護(hù)時(shí)，因停止+15 V和-15 V供電，LED1、LED2滅。

-15 V電源的工作原理同過(guò)流切斷保護(hù)和+15 V電源部分工作原理相同。

3 改造后的效果

改進(jìn)后的馬達(dá)電源板實(shí)現(xiàn)了過(guò)流保護(hù)切斷功能，當(dāng)+15 V或-15 V有任一部分過(guò)流或短路時(shí)，+15 V和-15 V兩路同時(shí)切斷，并增加過(guò)流短路切斷指示；電流過(guò)流值根據(jù)發(fā)射機(jī)具體播出情況可以調(diào)節(jié)設(shè)置；最為突出的特點(diǎn)是過(guò)流保護(hù)響應(yīng)快，為毫秒級(jí)。

改進(jìn)后的馬達(dá)電源板投入運(yùn)行已兩年有余，運(yùn)行穩(wěn)定，發(fā)射機(jī)很少再出現(xiàn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電源等引發(fā)的停劣播事故，保證了馬達(dá)電源板、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板和電容電感等器件的安全，為安全傳輸發(fā)射工作提供了強(qiáng)有力的保障。

〔編輯：王霞〕

Abstract： DF100A type 100 kW shortwave transmitters in the automation of the complete transmitter， uses a motor power board provides ± 15 V power supply for the transmitter control system tuning， but the motor power supply board often fails in safe broadcasting. For failure to conduct a thorough analysis and proposes concrete measures for improvement.

Key words： Motor Power board； power； design principles； drive plate