TSW 2500型500kW短波發(fā)射機(jī)射頻系統(tǒng)的維護(hù)

【摘要】本文結(jié)合發(fā)射機(jī)射頻系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)，著重闡述了此類發(fā)射機(jī)射頻系統(tǒng)的基本組成，根據(jù)射頻系統(tǒng)的運行特點，闡述了射頻系統(tǒng)的維護(hù)方法和注意事項，以及典型故障的應(yīng)急處理，總結(jié)了播出工作實踐中的維護(hù)經(jīng)驗，為實現(xiàn)科學(xué)有效的做好維護(hù)工作提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】短波發(fā)射機(jī);射頻系統(tǒng);維護(hù)

1.引言

瑞士THALES公司生產(chǎn)的TSW2500型500KW短波發(fā)射機(jī)是目前世界上最先進(jìn)的大功率短波廣播發(fā)射機(jī)機(jī)型之一，該型發(fā)射機(jī)運行穩(wěn)定，指標(biāo)好，效率高，特別是射頻系統(tǒng)設(shè)計簡潔，自動化程度高，有利于安全運行和日常維護(hù)。我機(jī)房安裝4部此類型機(jī)器，自2005年12月開播以來，經(jīng)過近9年的播出運行，展現(xiàn)了該機(jī)型強(qiáng)大的優(yōu)勢：可以長時間的滿功率、滿調(diào)幅、穩(wěn)定可靠地播出。

2.基本組成與檢修維護(hù)

射頻系統(tǒng)主要包括：頻率合成器、衰減器、寬放、射頻驅(qū)動級輸入網(wǎng)絡(luò)、射頻驅(qū)動級，射頻驅(qū)動級輸出網(wǎng)絡(luò)、射頻末級和射頻末級輸出網(wǎng)絡(luò)等部分。如圖1所示。

圖1 射頻電路方框圖

頻率合成器產(chǎn)生的射頻信號，經(jīng)過射頻衰減器輸入到寬放。寬放和射頻驅(qū)動級將射頻信號提高到必要的功率電平，以便保證射頻末級管工作在丙類狀態(tài)。射頻末級電子管的屏極被PSM放大器調(diào)制，由此將音頻能量轉(zhuǎn)換為射頻能量。輸出網(wǎng)絡(luò)由一個低通結(jié)構(gòu)（三節(jié)Π網(wǎng)絡(luò)）組成，將負(fù)載阻抗（50Ω）變換成所需的屏極阻抗（190Ω）。輸出網(wǎng)絡(luò)并對所有諧波也在此進(jìn)行了衰減，即起到了濾波作用。

從工作的實踐來看，射頻系統(tǒng)的檢修和維護(hù)主要集中在寬放、驅(qū)動級、末級及其輸出網(wǎng)絡(luò)。頻率合成器、射頻衰減器主要是做好清潔和保持良好的散熱。

寬帶放大器作為預(yù)放大器，輸出至驅(qū)動級一個放大的激勵信號，其最大輸出功率為500W，利用風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，所需48V直流電源由寬放電源A214提供。一些型號的寬放電源對于外電電源的波動比較敏感，在外電瞬間波動以后不能自動恢復(fù)工作，需要及時重啟開關(guān);或者是電源保險管閃爆，需要立即更換保險才能恢復(fù)供電。激勵缺失的故障主要都出現(xiàn)在寬放電源，要保證有備用保險管，遇到外電波動時要及時檢查。

射頻驅(qū)動級為射頻末級電子管提供激勵功率，是一個電子管放大器，工作于甲乙類放大狀態(tài)，在屏極電壓為5KV 時，屏極等效阻抗約為2KΩ。它包含驅(qū)動級電子管和射頻末級電子管的輸入網(wǎng)絡(luò)。驅(qū)動級電子管采用超蒸發(fā)冷卻金屬陶瓷三極管CTK 12–1型，接成柵地線路，具有較高的放大倍數(shù)，它工作在無柵偏壓狀態(tài)——柵極直接接地。它的輸出功率約為5KW左右，輸出送到射頻末級輸入網(wǎng)絡(luò)。

對驅(qū)動級的維護(hù)主要是對可變電感L133（MP04驅(qū)動）滑動部分的清潔和潤滑，對各驅(qū)動馬達(dá)以及機(jī)械傳動部分的檢查;對電子管、電容的清潔，對其冷卻水管的檢查，查看有無松動或者漏水;對其他元件的清潔和外觀檢查。

射頻末級電子管采用金屬陶瓷四極管TH576，陰極接地電路，具有功率增益高，所需推動功率小的特點。

射頻末級槽路采用3Π網(wǎng)絡(luò)，它實現(xiàn)阻抗變換、濾除高頻諧波分量和阻抗匹配。射頻末級屏極負(fù)載阻抗為190Ω，而射頻末槽路輸出阻抗為50Ω，所以先由第一節(jié)Π網(wǎng)絡(luò)將190Ω變換到150Ω，由第二節(jié)Π網(wǎng)絡(luò)將150Ω變換到75Ω，最后由第三節(jié)Π網(wǎng)絡(luò)將75Ω變換到50Ω不平衡輸出，經(jīng)VHF甚高頻濾波器濾除高次諧波后，再經(jīng)不平衡/平衡轉(zhuǎn)換器將50Ω不平衡變成200Ω平衡輸出，送到200至300Ω阻抗變換傳輸線，最后經(jīng)饋線到天線發(fā)射電波信號。如圖2所示。

射頻末級和其輸出網(wǎng)絡(luò)之間的射頻耦合是通過一個套在射頻末級電子管屏極上的圓筒形隔直電容C250來實現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)緊湊，引線電感很小。

圖2 射頻末級輸出網(wǎng)絡(luò)簡圖

射頻末級的檢修應(yīng)以緊固大電流螺絲、全面檢查設(shè)備、清潔元器件為主，檢修的重點是屏極高壓通路和輸出網(wǎng)絡(luò)部分。屏極高壓通路上元件比較多，檢修時要注意對三個旁路電容（穿心電容）的接地處的清潔和檢查，防止形成爬電，引發(fā)高壓通地。與屏極饋電阻流圈L233連接的短路開關(guān)MS22和MS23接點的磨損情況要引起注意，變形的接點要及時更換，長時間動作以后要檢查與電感線圈的吻合度，這兩個接點最容易出問題。MS24，MS25，MS27都要做同樣的檢查，防止因接點和電感接觸不良時引發(fā)打火，有可能出現(xiàn)小坑，要及時打磨處理，否則故障點很容易擴(kuò)大。特別是MS27，在機(jī)箱最下層，容易忽視。

末級輸出網(wǎng)絡(luò)上主要是可變真空電容和可變電感的維護(hù)。檢查電容有無過熱（用溫度貼片判斷），電容兩極之間的陶瓷絕緣上有無打火爬電的痕跡，包括橡膠絕緣圈內(nèi)，相應(yīng)的放電球有無放電的痕跡，特別是C271（MP09驅(qū)動）C275（MP11驅(qū)動）這兩個電容。有打火痕跡要及時用細(xì)砂紙輕輕打磨，把放電的尖端打磨平整，并用濕抹布把粉末抹走，防止粉末引起再次打火。

要重點檢查調(diào)諧電感滑動接點磨損情況、接觸情況、有無打火痕跡、是否過熱變形、最后清潔并潤滑。可變電感上容易積灰，要及時用軟紙擦拭干凈，在滑動的軌道上涂抹一些凡士林，會起到潤滑和滅弧作用，不要過多，容易粘灰。對電容和電感的冷卻水管也應(yīng)及時檢查，防止松動和漏水，防止纏繞。

檢修中要注意放電球間距的調(diào)整，準(zhǔn)備薄厚不等的塞尺，一定要嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行調(diào)整，間距過大，放電球起不到應(yīng)有的保護(hù)作用，間距過小，放電球總是頻繁放電保護(hù)，導(dǎo)致發(fā)射機(jī)掉高壓。

射頻機(jī)箱門接地壓條也是檢修工作的一個需要注意的地方，處理不好，容易放電打火，且故障點非常隱蔽極難查找，每次停機(jī)檢修要打開機(jī)箱門查看門壓條和門框有無打火痕跡，打火嚴(yán)重的壓條要及時更換，對接觸面要打磨處理;要定期檢查、調(diào)整門壓條和門框的接觸情況。

可調(diào)元件的機(jī)械傳動系統(tǒng)要經(jīng)常檢查，定期潤滑，減少磨損，用內(nèi)六角緊固螺絲，要注意觀察、調(diào)整傳動機(jī)構(gòu)的平衡度，防止受力不均勻引發(fā)故障。

射頻機(jī)箱內(nèi)部的清潔也是日常檢修的一個重要環(huán)節(jié)，沉積的污垢會引起接觸不良，積累的灰塵容易引發(fā)打火，打火以后形成的碳粒會成為下一次打火的條件，要用干凈的濕抹布把機(jī)箱內(nèi)的粉末都輕輕抹走，特別是大電流端子、接點接觸面、滑動軌道、放電球，電容的陶瓷表面等位置。

射頻系統(tǒng)的真空電容比較多，尤其是大型可變電容，末級輸出網(wǎng)絡(luò)共有5個，是諧振回路的主要元件，是我們維護(hù)的重點。隨著播出時間的不斷延伸，部分電容的上機(jī)時間接近極限后，電容損壞引發(fā)的故障也會增多，比較典型的就是C271（MP09驅(qū)動）電容。

基本的故障現(xiàn)象是：播音中發(fā)射機(jī)出現(xiàn)報警，反復(fù)提示屏耗臨界或者屏耗過大， YCS03板的48號發(fā)光二極管亮。當(dāng)屏耗超越極限3次，自動降功率至400KW;又重復(fù)出現(xiàn)上述現(xiàn)象，自動降功率至300KW;還重復(fù)出現(xiàn)上述現(xiàn)象，自動降功率至200KW;再次出現(xiàn)上述現(xiàn)象，自動關(guān)機(jī)至STANDBY，發(fā)射機(jī)無法加起高壓。YCS03板的48號發(fā)光二極管亮，有屏耗，沒有輸出功率。

分析判斷：手動開機(jī)幾十KW，調(diào)動MP07時屏耗APD有變化、調(diào)動MP09和MP11時屏耗APD沒有變化，說明故障在MP09對應(yīng)的C271擊穿。關(guān)機(jī)打開機(jī)門，甩開C271一端六個螺絲，插入塑膠絕緣隔離，用1000V搖表測量C271的絕緣電阻為零，即可證實C271擊穿。

處理步驟：（1）關(guān)機(jī)至AUX狀態(tài)下，手動將MP09調(diào)諧馬達(dá)數(shù)值調(diào)整至最小值（約200）。（2）打開機(jī)箱，用通地鉤放電，將C271的進(jìn)、出水管折彎，用綁帶扎緊進(jìn)、出水管，在C271的底下鋪好毛巾，擰松進(jìn)、出水管末端的鏍母，拔出進(jìn)、出水管;拆卸進(jìn)出水管時，應(yīng)做標(biāo)記。（3）在C271與MP09的傳動軸兩端的萬向節(jié)上各松開一顆內(nèi)六角螺絲，取出此傳動軸，再同時拆除C271連接L261的固定螺絲以及電容接觸環(huán)上的各固定螺絲。然后從機(jī)箱中小心地抱出故障電容。（4）新電容安裝的順序相反，安裝之前應(yīng)順時針將其轉(zhuǎn)至容量最小再回轉(zhuǎn)半圈。安裝C271時還應(yīng)注意區(qū)分其進(jìn)水口與出水口。（5）更換后，及時升起燈絲，檢查C271的水路是否漏水，確定無誤后，清理工具后即可試機(jī)。

3.結(jié)束語

以上所述，是自己在運行實踐中學(xué)習(xí)、維護(hù)后的一些經(jīng)驗和體會。相比傳統(tǒng)類型發(fā)射機(jī)的射頻系統(tǒng)，此型發(fā)射機(jī)故障率相對較低、維護(hù)工作量也相對減少;但區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)型，對于檢修維護(hù)工作的精細(xì)化和專業(yè)化提出了更高的要求，這將是我們維護(hù)人員努力的方向。

作者簡介：康震（1976—），男，陜西咸陽人，國家新聞出版廣電總局594臺工程師，研究方向：廣播發(fā)射傳輸系統(tǒng)維護(hù)。