丁碧羽 許環(huán)桐

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DF500A型短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)原理與故障分析

丁碧羽 許環(huán)桐

國家新聞出版廣電總局2023臺(tái)，海南 臨高 571800

自從DF500A生產(chǎn)制造出來并被廣泛應(yīng)用，它作為一種先進(jìn)的大功率短波發(fā)射機(jī)，然而它的射頻系統(tǒng)是極易出現(xiàn)問題的地方。主要研究這種類型的較大的短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)基礎(chǔ)，然后作用了問題處理。

DF500A；短波發(fā)射機(jī)；調(diào)諧系統(tǒng)；故障分析

DF500A發(fā)射機(jī)采用了先進(jìn)嵌入式控制和通信技術(shù)，其控制系統(tǒng)以CPLD為邏輯控制系統(tǒng)和以ARM為核心的自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)，控制結(jié)構(gòu)上采用了上位機(jī)+下位機(jī)的控制方式，這使得該型號(hào)發(fā)射機(jī)是國產(chǎn)大功率短波發(fā)射機(jī)中技術(shù)上比較先進(jìn)的一種。我們?cè)谑褂眠@種發(fā)射機(jī)器的初期，就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很大的問題，而且經(jīng)過不斷的維修與安裝之后，我們發(fā)現(xiàn)它發(fā)出的頻率信號(hào)很容易發(fā)生紊亂，而且概率特別大，造成的停播損失時(shí)間占到了6成。因此調(diào)諧系統(tǒng)的工作性能和可靠性對(duì)于發(fā)射機(jī)的換頻操作和實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的播音都有重要的影響。

1 DF500A型短波發(fā)射機(jī)的調(diào)諧系統(tǒng)的工作原理

DF500A型短波發(fā)射機(jī)的調(diào)諧系統(tǒng)包括控制部分和執(zhí)行部分，其執(zhí)行系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式為電機(jī)驅(qū)動(dòng)。該發(fā)射機(jī)的控制部分包含控制器、手動(dòng)調(diào)諧套箱、信號(hào)分配板、電機(jī)位置檢測(cè)、控制系統(tǒng)電源等?？刂葡到y(tǒng)電源的作用是為調(diào)諧系統(tǒng)的控制子系統(tǒng)提供12V的電源。調(diào)諧系統(tǒng)控制部分的控制器的功能包括通信和控制，通信功能由其內(nèi)部的通信模塊負(fù)責(zé)，該通信模塊從上位機(jī)接收指令，并將指令傳送給負(fù)責(zé)具體控制操作的調(diào)諧模塊，同時(shí)將狀態(tài)信息上傳給上位機(jī)；調(diào)諧模塊根據(jù)從通信模塊得到的上位機(jī)指令進(jìn)行動(dòng)作，通過DA輸出來實(shí)現(xiàn)調(diào)諧，同時(shí)調(diào)諧模塊還具有位置采集功能，以實(shí)時(shí)獲取執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)的實(shí)際位置，并將這一位置信息通過通信模塊上傳到上位機(jī)，供操作人員判斷。手動(dòng)調(diào)諧套箱的作用是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)調(diào)諧的相互切換，并具體實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)諧功能。調(diào)諧系統(tǒng)一共13個(gè)電機(jī)，分別對(duì)應(yīng)著套箱內(nèi)的13個(gè)按鈕。[1]面對(duì)如此繁多的按鈕一定要對(duì)其進(jìn)行充分的操作練習(xí)確保熟練掌握，在工作前還要對(duì)這些按鈕進(jìn)行檢查以便在遇到特殊情況時(shí)對(duì)其做出更好的處理。調(diào)諧系統(tǒng)通過AD采集電路采集電機(jī)的實(shí)際位置信息，而AD采集信號(hào)首先達(dá)到信號(hào)分配板上，再由此傳給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器做閉環(huán)控制，也傳給控制器，然后上傳給上位機(jī)；此外，位置傳感器所需要的工作電壓為±10V，這也是借助于信號(hào)分配板將馬達(dá)位置電源的±12V轉(zhuǎn)換過來的，其處于馬達(dá)到位檢測(cè)模塊上。這樣的設(shè)置全部有13個(gè)，依次對(duì)應(yīng)著13個(gè)輸入端路線。具體檢測(cè)電機(jī)有沒有抵達(dá)目的地的信息數(shù)據(jù)由同一路輸出端口輸出。

調(diào)諧系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包含三部分。第一部分是調(diào)諧電源，電機(jī)的工作電壓為±32V，次工作電壓就是有調(diào)諧電源模塊提供。下一個(gè)組成就是電動(dòng)機(jī)器趨勢(shì)運(yùn)動(dòng)模板，其輸入信號(hào)有隨動(dòng)電位計(jì)的抽子電壓和調(diào)諧控制電壓。調(diào)節(jié)和諧操作電流壓力運(yùn)用集中發(fā)放的重點(diǎn)的擴(kuò)大電流線路來使電工效率加強(qiáng)，將足夠大的功率信號(hào)提給電機(jī)以驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。電機(jī)驅(qū)動(dòng)板上還有電機(jī)正傳/反轉(zhuǎn)的指示燈。位于調(diào)諧系統(tǒng)末端的是電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，除了電機(jī)之外還含有隨動(dòng)電位器、限位開關(guān)等。當(dāng)電機(jī)開始運(yùn)行的時(shí)候，隨動(dòng)電位計(jì)壓開始隨其運(yùn)行，這樣可以讓抽子電壓波動(dòng)在某個(gè)范圍里面，憑借抽子電壓就能夠知道電機(jī)現(xiàn)在的具體位置。限位開關(guān)能夠?qū)﹄姍C(jī)發(fā)揮限位作用，主要有正限位以及負(fù)限位。

調(diào)諧程序的運(yùn)作進(jìn)程可形容如下：第一，操縱者在上位機(jī)里設(shè)置期望數(shù)據(jù)，并通過上位機(jī)把該預(yù)置數(shù)據(jù)傳遞到調(diào)諧掌控器，調(diào)諧掌控器發(fā)動(dòng)掌控開啟命令并把此命令傳遞給邏輯掌控器，調(diào)諧掌控器亦將期望方位信號(hào)實(shí)施改變，改變成仿真輸出信號(hào)，再傳遞給電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備。電機(jī)根據(jù)期望信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，如果尚未達(dá)到期望位置，則馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板上的調(diào)諧指示燈亮，在達(dá)到期望位之后，調(diào)諧指示燈滅；在這個(gè)過程中電機(jī)的期望位置是通過隨動(dòng)電位計(jì)引發(fā)的抽子電壓來判斷的。

2 DF500A型短波發(fā)射機(jī)的調(diào)諧系統(tǒng)的故障分析

調(diào)諧系統(tǒng)在工作過程中最容易出現(xiàn)的故障包括調(diào)諧指示燈不滅和限位開關(guān)提前限位。對(duì)于調(diào)諧指示燈不滅的故障，其原因一般是某一路電機(jī)馬達(dá)及其所帶動(dòng)的元件阻力過大，從而使得馬達(dá)工作負(fù)載太大，超過了其工作能力，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使得電機(jī)始終無法達(dá)到期望位置，進(jìn)而導(dǎo)致調(diào)諧指示燈一直亮著。為了更有效地避免該故障，就應(yīng)該做好維護(hù)時(shí)的潤滑工作和機(jī)械傳動(dòng)部分的清潔，以此來降低摩擦阻力，防止電機(jī)發(fā)生超負(fù)荷轉(zhuǎn)動(dòng)情況，降低馬達(dá)的負(fù)載。因此，為了能夠在第一時(shí)間對(duì)協(xié)調(diào)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障進(jìn)行判斷，可以把這些驅(qū)動(dòng)板上面的指示燈與DS2、DS2指示燈并聯(lián)到發(fā)射機(jī)控制面板上，這樣不僅能夠提升判斷效率，也能節(jié)省判斷時(shí)間。

對(duì)于限位開關(guān)提前限位的故障，通常來說都是因?yàn)橄尬粨芷拈L期工作而松動(dòng)，降低了電機(jī)的工作行程，發(fā)生提前限位故障。解決方法是調(diào)節(jié)撥片之間的距離即可，調(diào)節(jié)時(shí)先用工具將撥片上面的螺釘擰松，然后慢慢調(diào)節(jié)撥片距離；撥片的距離一定要調(diào)整到位，過松或者過緊都會(huì)導(dǎo)致提前限位。另外維護(hù)時(shí)要多查看撥片之間的距離，若發(fā)現(xiàn)有問題，要及時(shí)調(diào)整。在改進(jìn)時(shí)，可以將機(jī)械限位僅在馬達(dá)轉(zhuǎn)到可調(diào)元件行程兩端時(shí)才發(fā)揮作用?？烧{(diào)元件行程通常來講處于450～7800這個(gè)范圍里，憑借研究系統(tǒng)提前設(shè)置好的調(diào)諧數(shù)據(jù)，全頻段內(nèi)13路調(diào)諧元件一般來講不能超過510～7300，故而當(dāng)自動(dòng)調(diào)諧的時(shí)候，沒必要采取機(jī)械限位。而在手動(dòng)調(diào)諧時(shí)，只需要限制手動(dòng)調(diào)諧套箱輸出電壓即可達(dá)到保護(hù)傳動(dòng)的目的。[2]而由于機(jī)械限位撥片的存在，一方面會(huì)導(dǎo)致上述故障出現(xiàn)；另一方面會(huì)增大轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，也容易造成故障。

3 結(jié)語

DF500A型短波發(fā)射機(jī)的調(diào)諧系統(tǒng)包括控制部分和執(zhí)行部分，控制部分主要實(shí)現(xiàn)的是通信和控制功能，而執(zhí)行部分主要實(shí)現(xiàn)的執(zhí)行功能；在日常的工作中，調(diào)諧系統(tǒng)比較常見的兩種故障是調(diào)諧指示燈不滅和限位開關(guān)提前限位，前者是由于電機(jī)負(fù)載過大導(dǎo)致電機(jī)不轉(zhuǎn)，而后者是由于撥片松動(dòng)導(dǎo)致?lián)芷g的距離不當(dāng)。掌握了調(diào)節(jié)體系的工作理念后，面對(duì)一些普通的故障能夠在工作原理方面進(jìn)行研究，增強(qiáng)維修護(hù)理質(zhì)量。[3]筆者在今后的研究工作中將對(duì)這一問題進(jìn)行更加深入的了解和更加細(xì)致的研究，以期能夠更好的促進(jìn)這一問題的發(fā)展和解決，為業(yè)內(nèi)的研究和應(yīng)用者提供參考和借鑒。

[1]張帆.DF500A型短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)原理與故障分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（1）：74-75.

[2]黃河.DF500A型短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)原理及故障[J].信息通信，2015（8）：285-286.

[3]莫周鵬.DF500A型500kW短波發(fā)射機(jī)射頻末級(jí)電子管的全壽命管理[J].通訊世界，2015（18）：61-62.

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