DX發射機阻隔風機控制器應急備份設計

譚林 熊阿偉

海峽之聲廣播電臺，福建 福州 350400

1 概述

在DX600全固態中波廣播發射機中，合成器阻隔負載的冷卻系統由風機控制器和三臺阻隔風機組成。正常工作時，阻隔負載上沒有耗散功率，三臺阻隔風機以低速（頻率為24HZ）運行，對機箱排熱風。當發生一個功放單元（PB）關斷或其他情況使得阻隔負載上有電流，三臺阻隔風機就立即切換到高速運轉，以對阻隔負載進行冷卻。一旦阻隔負載上的電流下降到正常值，這些阻隔風機又返回到低速運行[1]。當風機控制器發生故障時，不僅風機無法運轉，還會發送故障狀態信號給發射機CCU接口板，致使發射機關機，從而造成重大停播事故。本文針對這一情況，闡述了一種阻隔風機控制器應急備份電路的設計。該設計的主要目的是減少因發射機風機控制器故障而造成的停播事故，進一步提高發射機安全播出的可靠性。

2 原冷卻系統工作原理

DX600發射機合成器阻隔負載冷卻系統控制電路如圖1所示。

圖1 阻隔風機控制電路

該電路由輸入電源保險開關、合成器風機控制器、控制線路和阻隔風機四個部分組成,其中風機控制器為保德公司15H系列的15H401，采用PWM調制、V/f控制型馬達控制逆變器,輸入額定電壓為460V,輸入額定頻率為50HZ，額定功率大小為7.5馬力[2]，輸入端子TB1的L1、L2、L3接三相輸入電源，輸出端子TB2的T1、T2、T3連接到三相阻隔風機。在DX600發射機應用中其選用的工作模式是15SPEED控制模式，在此模式下風機控制器控制端口J5的定義和實際連線如圖二所示。風機的運轉頻率是由該J5端子的11～14組成的四位二進制信號來控制，其真值表及對應的運轉頻率如表1所示。當DX600發射機運行正常時，理論上阻隔負載電阻上沒有電流，不會消耗功率，但實際上三個PB不可能完全平衡[3]。這樣，阻隔電阻上就會產生一定電流，消耗一定功率。正常狀態下，CCU接口板根據檢測到阻隔電阻上電流情況輸出二進制的控制信號“0010”到風機控制器的J5端子的11～14，使阻隔風機運行在24HZ頻率下；當發射機三個PB間輸出功率嚴重不平衡時，阻隔負載上通過的電流會增大，消耗功率增大，CCU接口板輸出二進制的控制信號切換到“1001”，而使風機運轉頻率增加到54HZ。

圖2 風機控制器J5端子定義與實際連線

表1 15 SPEED 模式下速度控制真值表

風機控制器端口J5-19至J5-22是狀態信號輸出接口，其信號輸入到CCU接口板中，以反饋風機控制器的運行情況，而使發射機進行正確的控制。當風機控制器運行正常時，J5-19輸出低電平，J5-22輸出高電平，發射機能正常運行；當風機控制器發生故障時，J5-19輸出變為高電平，J5-22輸出變為低電平，使發射機不能正常工作。

3 線路設計

依上所述，當風機控制器發生故障時，一是阻隔風機會因此而停止運轉，二是發射機會因風機控制器的故障信號而關機，在沒有備份風機控制器的情況下，會造成長時間的停播。基于這兩個方面的因素，設計一條阻隔風機變頻器應急備份線路顯得尤其重要。

3.1 加裝備份風機控制器

如圖1所示，風機控制器A1U1經TB2對三臺并聯的阻隔風機進行控制，每臺阻隔風機前端都有一個保險盒，每個保險盒內有三個5A的保險。此外，還有一備用保險盒（F10、F11、F12），后端未接阻隔風機。依據發射機阻隔風機及其控制器的實際布線和布局，我們采用了加裝一臺風機控制器來備份原風機控制器的方案。該方案在風機控制器TB2的后端加一空氣開關，并在應急時將A1B3處的5A保險換成30A保險后接至備份風機控制器的輸出。這樣一來，就可以用備份風機控制器對阻隔風機進行控制了。

圖3 阻隔風機備份改造線路圖

由于原裝保德風機控制器價格昂貴，備份風機控制選用了國產的風機控制器，型號為VFD055B43A的臺達VFD-B系列向量型交流馬達驅動器，其額定輸入電壓與額定輸出功率與原裝風機控制器相同，其控制參數設置為：V/F控制方式，最高操作頻率設定為60HZ，電機額定頻率設定為60HZ，電機額定電壓設定為440V，輸出頻率上限設定為54HZ，輸出頻率下限設定為24HZ，第一頻率指令來源設定為由數字操作器輸入，第一運轉指令來源設定為由數字操作器輸入。

3.2 解除故障狀態信號

在備份了風機控制器后，進行應急操作時，發射機還是無法開啟。這是因為CCU接口板檢測到了來自主用風機控制器的J5-19、J5-22的故障信號。為確保在運行備用風機控制器時發射機能正常開啟，需要向CCU接口板發送正常的“READY”和“FAULT”信號。因此，在線路中加裝切換開關S1將控制器狀態信號線J5-19接地、J5-22甩開懸空，如圖3所示。這樣風機控制器正常運行的狀態信號送往CCU接口板，發射機就能夠正常開機了。

4 應急操作步驟

當因主用風機控制器故障導致發射機停機時，通過幾個簡單的操作步驟就可以快速將備份風機控制器投入運行，從而迅速重啟發射機，恢復播出。具體應急操作步驟如下：

（1）將主用控制器下方切換開關S1撥至“應急”位置；

（2）轉動主用控制器保險開關，關斷主用控制器輸入電源；

（3）將主用控制器電源輸入保險移至備用保險盒；

（4）關斷空開K2，合通空開K1；

（5）啟動備用風機控制器；

（6）重啟發射機。

5 結束語

該阻隔風機變頻器應急備份線路投入使用后，線路運行穩定可靠。在關斷主用風機控制器后，可迅速切換使用備份風機控制器運行。該設計完善了發射機阻隔風機控制系統的備份措施，使發射機運行更加穩定可靠，大大提高了安全播出的可靠性。

[1]廣播電視發送與傳輸維護手冊，第十分冊。

[2]BALDOR 15H401 變頻器技術維護說明書。

[3]潘壯志.DX-600中波發射機并機網絡變頻器工作原理和維護. 廣播電視信息，2008.3。