DX發(fā)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(tài)中波廣播發(fā)射機中，合成器阻隔負載的冷卻系統(tǒng)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(fā)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(fā)生故障時，不僅風機無法運轉，還會發(fā)送故障狀態(tài)信號給發(fā)射機CCU接口板，致使發(fā)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(fā)射機風機控制器故障而造成的停播事故，進一步提高發(fā)射機安全播出的可靠性。

2 原冷卻系統(tǒng)工作原理

DX600發(fā)射機合成器阻隔負載冷卻系統(tǒng)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(fā)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(fā)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(tài)下，CCU接口板根據(jù)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(fā)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(tài)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(fā)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(fā)射機能正常運行；當風機控制器發(fā)生故障時，J5-19輸出變?yōu)楦唠娖剑琂5-22輸出變?yōu)榈碗娖剑拱l(fā)射機不能正常工作。

3 線路設計

依上所述，當風機控制器發(fā)生故障時，一是阻隔風機會因此而停止運轉，二是發(fā)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(lián)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(jù)發(fā)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(shù)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(shù)字操作器輸入，第一運轉指令來源設定為由數(shù)字操作器輸入。

3.2 解除故障狀態(tài)信號

在備份了風機控制器后，進行應急操作時，發(fā)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(fā)射機能正常開啟，需要向CCU接口板發(fā)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(tài)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(tài)信號送往CCU接口板，發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(wěn)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(fā)射機阻隔風機控制系統(tǒng)的備份措施，使發(fā)射機運行更加穩(wěn)定可靠，大大提高了安全播出的可靠性。

[1]廣播電視發(fā)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(fā)射機并機網絡變頻器工作原理和維護. 廣播電視信息，2008.3。