SW100F型PSM短波發射機冷卻系統改造

摘要：大功率短波廣播發射機工作時，必須使用風、水對發射機中使用的電子管、真空電容、槽路線圈等各類電子器件進行冷卻降溫，只有保證這些器件處于相對溫度下，才能保障發射機的正常運行。因此，發射機以及發射器件的冷卻問題對維護工作來說，始終是及其重要的課題。本文針對全球氣候變暖所帶來的高溫、高熱對發射機冷卻系統影響展開討論，并以SW100F型100KW短波廣播發射機為例，對運維中所發現發射機冷卻系統存在缺陷進行分析，同時對發射機冷卻系統技術改造展開了論述。

關鍵詞：發射機 高末 冷卻系統 改造

中圖分類號：TN948.53 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）10（b）-0000-00

SW100F PSM shortwave transmitter cooling system

Zhu Yan si

（State General Administration of Press and Publication， Radio and Television 761 Station， Yongan， Fujian 366000， China）

Abstract： high-power shortwave radio transmitter to work， you must use the wind and water on the tube used in the transmitter， vacuum condenser， slot line， etc all kinds of electronic device cooling， only guarantee that the device is in a relatively temperature， to ensure the normal operation of the transmitter. So， the problem of transmitter and launch device cooling for maintenance work， is always and important topic. This article in view of the global warming impact of high temperature and high fever on the transmitter cooling system to discuss， and to type SW100F 100 kw shortwave radio transmitter as an example， the operational defects found in transmitter cooling system is analyzed， at the same time， the technology transformation on the transmitter cooling system in this paper.

Keywords： at the end of the transmitter high cooling system

0、引言

SW-100F型100KW短波廣播發射機是上世紀80年代末機型，本世紀初我臺配備了多部這種機型發射機并投產（播音）至今。在長期的播音工作中發現該發射機在設計方面存在許多缺陷和問題。例如：由于高周機箱狹窄、通風管道設計欠合理造成機箱溫度過熱，冷卻水循環的水流速、水壓、水溫等等原因大大影響了高末級大功率發射管的冷卻效率。針對此問題經過多次改進取得良好的效果，在此將幾次改進結果總結歸納論述。

1、發射機冷卻系統

當前，在大功率廣播發射領域，發射機高周仍然采用的是大功率電子管作為發射管以確保發射機播出效率和質量。為了保證大功率發射管的穩定運行，發射管的冷卻是極其重要的，而發射管冷卻系統主要由風冷系統和水冷系統構成。風冷系統：主要是為發射機的高周系統，寬放、PSM功率模塊、冷凝器等提供集中吹風冷卻；為發射機高周機箱提供抽排風冷卻。而水冷卻系統：采用的是循環冷卻方法，對發射機高周電子管、線圈及真空電容進行冷卻。以下就發射機風、水冷卻系統的功能、作用進行分析討論。

1.1發射機風冷系統的主要功能與作用：發射機風冷，首先是為發射機高周（高末和高前級電子管管座，發射管燈芯柱、燈絲、柵極，高周槽路線圈，腔體饋管）吹風冷卻；其次，由發射機所配置的軸流風機為寬放系統進行吹風冷卻；再次，為PSM發射機功率開關模塊小板集中吹風冷卻；其四，為發射機機箱內沉積的熱量進行抽風冷卻。

1.2發射機水冷卻系統：主要由水箱、水泵、冷凝器、離子交換器構成，為發射機高末電子管、高前電子管、盤型線圈、T網絡線圈、高末真空電容進行超蒸發冷卻；既電子管工作時，蒸發鍋里的水被電子管屏極耗散的熱量加熱而沸騰成為蒸氣，由蒸發鍋噴射出來與冷卻水混合冷凝；由于冷卻水溫遠遠低于蒸發鍋里沸騰的水，因此蒸發鍋噴射出來水不會被汽化成為蒸氣，而是混合成熱水與水泵抽來的水進行循環實現冷卻。

2、改造的原因

在筆者維護的PSM短波廣播發射機中，由于發射機年代甚久，介于當時技術條件，發射機冷卻系統設計上存在諸多不科學、不合理的地方。如：風泵房空間緊湊，設備擁擠， 大功率主風機管道布局不合理，彎道多，角度大，以面吹風代替了集中吹風；使得酷暑季節極易出現功率開關模塊板因溫度過高受損或使控制系統誤動作，末級槽路電容水冷環過熱卡死等等；此外由于高周機箱抽風口位置欠佳，致使機箱內熱氣抽排效率低等造成停播事故。水循環冷卻系統管道布局和主（備）水泵管道連接不科學，導致主備水泵切換需人工從樓上機房到樓下風泵房進行操作，既復雜、又費時耗力，也不利于安全播音的需要。

3、改造方案與實現

3.1設計思路

根據近年來福建省夏季氣候變化，以及受厄爾尼諾影響，海水溫度逐年偏高導致氣溫偏高；對原發射機配置的風機、冷凝器進行綜合考慮，新增了冷凝器、風機；對風、水管道重新設計，科學合理布局改造，提高了熱交換效率。改造后使用4臺1.5KW風機，冷卻效率可達到120KW；4臺風機亦可可根據氣候變化和需要，通過控制系統，采用多臺或單臺風機工作。兩臺冷凝器也可通過控制電路和科學連接后實現單機、雙機串聯、雙機并聯等多種模式自由切換，雙機還可互為備份，增加了水路運行的安全性、可靠性。同時增加的數字流量計，原樹脂過濾器進出水端設計安裝了閘閥，出水口設計安裝了過濾器，冷凝器進出水口設計安裝了排水口便于維護清洗。

3.2方案實施：

⑴ 依據改造方案，對原水冷卻循環管道重新科學布局；并在每部發射機原一臺冷凝器基礎上另增加了一臺冷凝器，兩臺冷凝器的工作方式由智能溫控器根據冷凝器出水口溫度取樣的數值進行控制；出水口水溫≤55℃由一臺冷凝器工作，≥55℃由兩臺同時工作，在電路和管道連接方面，設計了亦可并可串，互為備份的控制系統；既雙機串聯、雙機并聯多種模式切換，雙機互為備份；圖1 是水循環控制系統圖，由此保障了冷卻水循環系統的安全性。改造后冷凝器參數：工作

電壓：AC380V；功率：1.5KW×4；冷卻水流量：L<20立方米；冷卻效率：120KW。圖2是改造后的冷凝器及管道樞紐。改造后冷凝器在入水溫度相對相同的情況下，出水溫度由60℃降低至49℃；通過改造有效改善了熱交換效率。

⑵在發射機末級槽路電容，增設了槽路電容水冷環，圖3為電容冷卻環位置。加裝了槽路電容水冷環可有效控制和降低了電容工作溫度，減少了因失諧造成的電容過熱卡死現象發生。由于槽路電容水冷卻管道位于電容底座（機箱底部），與發射機水循環系統管道相連，密封性能好；原更換電容器需要拆開管道，排出殘余冷卻水，極不方便、也不安全。為此，在出水和入水口加裝了閥門，更換電容器時只需關閉出入水閥門既可，無需對整個水路進行排水；也為水冷卻系統其它器件需要切斷冷卻水時提供了安全和方便。圖4是冷卻環出入水開口位置圖。

⑶發射機運行時，發射機高周系統處于高頻、高溫、高密封機箱之中，機箱內由各類器件發散出來的熱量如不能及時排出，就會影響發射機運行，嚴重會損毀器件。因此，改善高周部位風冷循環，降低高周溫度是非常必要的。由于原設計是上世紀九十年代，對氣候變化和抽風機功率和風管道及管道開口設計等方面存在許多不合理的地方。因此對風管進行了科學合理地重新設計安裝，加大了主風管口徑，盡可能將對面吹風改為點集中吹風，根據氣候變化和機箱內溫度由于溫度控制電路，調節控制室外空氣進風量，并在高周機箱頂部加裝了抽風機，如圖5 高周機箱加裝抽排風機所示；同時對機箱內溫度進行監控，確保機箱內溫度能夠掌控在保障發射機安全穩定運行的范圍。

由于篇幅有限，文中關于發射機溫度智能控制，機箱溫度監測等原理電路由另文論述。

4、結語

我臺SW-100F型PSM短波發射機冷卻系統通過技改后，實現了人機交互對發射機風水冷卻系統實現了智能控制。其主要是通過控制各類風機數量、室外空氣進風量，調節機箱排風量和通過控制進、出循環水的溫度、流量、流速，達到滿足發射機和真空器件的散熱要求，從而保障了發射機穩定運行。實踐證明，改造后的發射機冷卻系統運行穩定，控制可靠，各項技術指標達到設計要求和實際效果。此項技術改造在同類型五部發射機上推廣應用，深受一線同志肯定。

參考文獻：

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