毛建飛

摘 要：本文對(duì)DF100A型100KW發(fā)射機(jī)負(fù)載線圈工作原理和作用進(jìn)行分析、計(jì)算，并對(duì)結(jié)構(gòu)改造、負(fù)載線圈短路輪和整體支架材料技改措施進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：發(fā)射機(jī)；Г網(wǎng)絡(luò)；負(fù)載線圈；3L13；穩(wěn)定措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.181

1 引言

大功率短波發(fā)射機(jī)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用，其運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性直接影響播出單位的安全傳輸發(fā)射。射頻末級(jí)回路是廣播發(fā)射機(jī)重要組成部分，負(fù)載線圈3L13射頻輸出網(wǎng)絡(luò)負(fù)載匹配的重要元件，是DF100A型100KW短波發(fā)射機(jī)技術(shù)維護(hù)工作的重點(diǎn)與難點(diǎn)，在發(fā)射機(jī)穩(wěn)定工作中故障因素較多，隨機(jī)性也很強(qiáng)，嚴(yán)重影響安全播出。本文通過對(duì)100KW發(fā)射機(jī)負(fù)載線圈射頻末級(jí)回路作用及穩(wěn)定措施分析， 希望能對(duì)同行們維護(hù)相同機(jī)型提供一點(diǎn)幫助。

2 負(fù)載線圈3L13在射頻末級(jí)回路作用原理分析

2.1 負(fù)載線圈3L13構(gòu)成射頻末級(jí)Г型網(wǎng)絡(luò)分析和作用

放大器負(fù)載網(wǎng)絡(luò)Г型網(wǎng)絡(luò)有兩種基本形式， 如圖1所示常用兩種等效電路，RP為外接負(fù)載電阻，Re為放大器的回路電阻，Q1為Г網(wǎng)絡(luò)的品質(zhì)因數(shù)，由資料查得如下：

圖1 a所示，先將該電路的L2和RP的串聯(lián)支路轉(zhuǎn)換為等效并聯(lián)支路。再令等效后并聯(lián)支路電抗和為零，將電抗分量抵消，則放大器兩端阻抗呈現(xiàn)為純阻，其阻值為RP，由于Q1恒為正實(shí)數(shù)，根據(jù)上式可知，這種匹配網(wǎng)絡(luò)只能適用于Re>RP的匹配情況。

同理，對(duì)于圖1 b所示， 先將其中C1和RP的并聯(lián)支路轉(zhuǎn)換等效的串聯(lián)支路，。再令等效后串聯(lián)支路電抗和為零，Re=RP，則通過類似分析可以求得匹配網(wǎng)絡(luò)元件值為：

Q1恒為正實(shí)數(shù)，由上式可知，這種匹配網(wǎng)絡(luò)只能適用于Re

Г型網(wǎng)絡(luò)的阻抗變換作用是把外接負(fù)載變換成放大器所要求的負(fù)載阻抗。其阻抗變換過程是利用串、并聯(lián)電路互為等效時(shí)，用相異的電抗分量互相抵消，使得呈現(xiàn)為純電阻負(fù)載Re。因此，一定要諧振于工作頻率，串臂和并臂的模量要相等。Г型網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是有載品質(zhì)因數(shù)Q1不能任意選擇，當(dāng)Re和RP確定后，Q1也就確定了，不能再根據(jù)濾波度和回路效率等要求予以調(diào)整，因此，這種網(wǎng)絡(luò)只能實(shí)現(xiàn)阻抗變換，無法兼顧濾波度和回路效率等要求。

2.2 DF100A發(fā)射機(jī)射負(fù)載線圈電感量計(jì)算

DF100A發(fā)射機(jī)射頻末級(jí)回路Г網(wǎng)絡(luò)負(fù)載匹配等效電路圖如圖2所示，C3為負(fù)載電容具有一定的濾波度，3L13為負(fù)載線圈，負(fù)載電容和負(fù)載線圈一套伺服馬達(dá)傳動(dòng)系統(tǒng)控制同步調(diào)整。已知：DF100A發(fā)射機(jī)出廠設(shè)計(jì)Г網(wǎng)絡(luò)輸入阻抗=100Ω，輸出阻抗為=75Ω，f=1.2MHz～26.1MHz，Г網(wǎng)絡(luò)中3L13電感量計(jì)算如下：

Г網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)因數(shù)由網(wǎng)絡(luò)計(jì)算公式得：

Г網(wǎng)絡(luò)容抗由網(wǎng)絡(luò)計(jì)算公式得：

Г網(wǎng)絡(luò)感抗由網(wǎng)絡(luò)計(jì)算公式得：

Г網(wǎng)絡(luò)電容工作f=1.2 MHz時(shí)容量：

Г網(wǎng)絡(luò)電容工作f=26.1 MHz時(shí)容量：

Г網(wǎng)絡(luò)電感工作f=1.2 MHz時(shí)電感量：

Г網(wǎng)絡(luò)電感工作f=26.1 MHz時(shí)電感量：

因此：

DF100A發(fā)射機(jī)在f=1.2MHz～26.1MHz任意工作頻率時(shí)的電感量可以同過以上方法計(jì)算得出。實(shí)際工作中電容和負(fù)載線圈有一套伺服馬達(dá)傳動(dòng)系統(tǒng)控制，并且負(fù)載電容和負(fù)載電感3L13在f=1.2MHz～26.1MHz連續(xù)可調(diào)，從而達(dá)到電子管輸出阻抗匹配。線圈最大電感量為2.13，在Г網(wǎng)絡(luò)固定的Q值下線圈不用的部分通過短路滾輪在短路狀態(tài)，用一個(gè)馬達(dá)控制控制短路滾輪的位置，反應(yīng)使用的頻率。

通過減小或者增大C3、3L13，使高末級(jí)簾柵流適當(dāng)減小或增大，屏流適當(dāng)增大或減小。根據(jù)簾柵流和屏流的變換情況，可判定高末級(jí)負(fù)載的輕重，一般DF100A發(fā)射機(jī)最好高末簾柵流2.1A左右，平流6.6A左右。

3 DF100A發(fā)射機(jī)射負(fù)載線圈3L13穩(wěn)定措施

3.1 DF100A發(fā)射機(jī)原機(jī)負(fù)載線圈3L13存在問題

圖3為原機(jī)負(fù)載線圈實(shí)體外形圖，圖中所有銅件鍍銀層較薄，抗磨損性能不足。電感短路軸桿軸向引出線方式為壓盤面接觸同軸式，其接觸的可靠性取決于壓盤的壓力、盤面的光滑度。壓力由四只彈簧實(shí)現(xiàn)，尚且夠用，光滑度卻很難保持，由于盤面屬于干磨接觸，磨損的金屬銅渣夾在盤面中間，久而久之造成接觸電阻增大，盤面溫度上升顯著，尤其是在高頻高功率運(yùn)行狀態(tài)下盤面溫度飆升，會(huì)造成壓力彈簧高溫退火失壓，繼而引發(fā)整體支架著火。負(fù)載電感線圈整體支架材料是膠木板，連接直角件是玻璃鋼材料，連接螺栓全部是尼龍材料螺栓。在出現(xiàn)線圈電弧打火或者接觸電阻過大溫升過高情況時(shí)容易引燃尼龍螺絲或者膠木板，易出現(xiàn)濃煙滾滾現(xiàn)象，造成故障判斷障礙。另外尼龍螺栓容易在高頻、高溫風(fēng)吹環(huán)境中老化迅速，更換頻繁。

圖4為原機(jī)負(fù)載線圈短路滾輪實(shí)體外形圖，圖中短路滾輪材質(zhì)為銅皮鍍銀鉚接復(fù)合式，與線圈接觸凹槽是直角“”型，在運(yùn)行時(shí)接觸點(diǎn)壓力小，易發(fā)生高頻吱火；滾動(dòng)阻力大，摩擦系數(shù)大，相對(duì)位移摩擦損耗很大，摩擦掉下來的金屬銅渣較多，在高頻環(huán)境下危害較大，同時(shí)帶動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行吃力，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出單元輸出能力老化速度很快，增加維護(hù)量與維護(hù)成本。電感線圈短路滾輪與短路軸桿接觸形式是軸向內(nèi)伸式鍍銀銅簧片，材質(zhì)纖薄，容易磨損，并且由于是內(nèi)伸式，平時(shí)維護(hù)觀察不到，只能一年定期更換，更換時(shí)負(fù)載電感線圈與上下絕緣板之間距離小，維護(hù)人員更換短路滾輪作業(yè)困難，更換后整個(gè)短路滾輪報(bào)廢，既不經(jīng)濟(jì)又維護(hù)困難。

3.2 DF100A發(fā)射機(jī)負(fù)載線圈技術(shù)解決方案

圖5為技改負(fù)載線圈實(shí)體外形圖，所有銅件鍍銀層加厚，負(fù)載線圈層間距離均勻分布并壓縮整體高度，線圈棱角全部做了圓滑處理。短路軸桿軸向引出線方式為同軸環(huán)形外伸鍍銀簧片抱軸觸點(diǎn)式，觸點(diǎn)采用圓柱形。負(fù)載電感線圈整體支架材料為聚酰亞胺高分子材料，連接螺栓全部為不銹鋼螺絲，并且螺帽換成元寶型螺帽。

圖6為技改負(fù)載線圈短路滾輪實(shí)體外形圖，電感線圈短路滾輪與短路軸桿接觸形式為外伸分立鍍銀簧片報(bào)軸觸點(diǎn)式，并且分立簧片的觸點(diǎn)采用圓柱形，簧片整體做成了可拆卸結(jié)構(gòu)，用銅螺絲固定在滾輪上，只對(duì)故障燒傷和磨損嚴(yán)重的簧片更換，既方便有經(jīng)濟(jì)。電感線圈短路滾輪材質(zhì)為實(shí)心黃銅鍍銀材質(zhì)，滾輪與電感線圈接觸凹槽為梯形“”型槽。

技改后解決原有負(fù)載線圈的缺點(diǎn)，大幅提高負(fù)載線圈的運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性，并且顯著增強(qiáng)了線圈支架的阻燃特性，使之在極端情況下也不會(huì)出現(xiàn)火情。

4 結(jié)束語

負(fù)載線圈3L13是高末級(jí)輸出網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，在技術(shù)維護(hù)中，應(yīng)當(dāng)熟悉其工作原理和計(jì)算方法，能夠更好的調(diào)整和理解發(fā)射機(jī)末級(jí)工作狀態(tài)。通過技改后使用，為日常維護(hù)工作提供了方便，做到對(duì)隱患問題不留死角，有利的支持安全播音。為我們更好的維護(hù)發(fā)射機(jī)奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張榮軍.大功率短波發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)的分析[J].中國科技縱橫，2012.