伺服系統(tǒng)在DX600發(fā)射機中的運用及維護

江 勇，熊阿偉

（海峽之聲廣播電臺，福州 350000）

1 伺服系統(tǒng)簡介

DX-600中波發(fā)射機，由3個200kW的功放單元以及并機網(wǎng)絡組成。發(fā)射機并機網(wǎng)絡的作用是將3個200kW功放單元的射頻輸出功率疊加，產生600kW的總輸出功率，并經(jīng)過輸出匹配網(wǎng)絡調整阻抗與天線阻抗相匹配。為在發(fā)射機三并機和二并機工作方式切換后，并機網(wǎng)絡能夠自動調整輸出阻抗，使發(fā)射機正常運行，輸出網(wǎng)絡安裝了伺服系統(tǒng)，如圖1所示。

伺服系統(tǒng)主要由伺服控制板和伺服驅動馬達組成，伺服控制板控制伺服驅動馬達動作來調整電容值。輸出網(wǎng)絡使用了兩套伺服驅動系統(tǒng)，一個是調諧（TUNE）伺服，另一個是調載（LOAD）伺服。調諧伺服用于調整輸出匹配網(wǎng)絡輸入端的電容，而調載伺服用于改變輸出匹配網(wǎng)絡輸出端的電容。當一個功放單元發(fā)生故障并脫機后，由發(fā)射機控制單元控制伺服馬達對輸出網(wǎng)絡重新調諧。正常三并機方式下，輸出網(wǎng)絡將三路射頻并機點的56Ω阻抗與50Ω天線阻抗相匹配，但在二并機狀態(tài)運行時，并機點阻抗從56Ω變成84Ω，伺服系統(tǒng)必須對輸出網(wǎng)絡的調諧電容和調載電容進行調整，以使84Ω阻抗能夠與50Ω天線阻抗相匹配。

圖1 并機網(wǎng)絡伺服系統(tǒng)示意圖

2 伺服系統(tǒng)原理分析

伺服系統(tǒng)安裝有終端電氣限位裝置，限位位置是根據(jù)電容的調整范圍量而確定好的，這樣可以避免伺服系統(tǒng)在進行電容量調整時，損壞電容。由于調諧伺服系統(tǒng)和調載伺服系統(tǒng)是完全一樣的，因此我們只分析其中一種。如圖2、圖3所示，從伺服控制板上輸出的一個10V直流電壓作為伺服控制的基準電壓，根據(jù)調諧、調載電位器的不同位置，對應的不同分壓值通過TB1-4將伺服位置反饋回伺服控制板，伺服控制板進行位置檢測，經(jīng)TB1-1，2去驅動馬達進行位置調整。注意的是，驅動馬達可調整的范圍是從0V～10V。下面我們將從伺服控制板控制電路來對伺服控制系統(tǒng)進行詳細分析。

圖2 伺服驅動馬達結構圖

圖3 伺服控制系統(tǒng)原理圖

2.1 調諧電路分析

如圖4所示，對應于那些輸出電容的調諧和調載位置的電壓通過J1進入伺服控制板，經(jīng)過U11緩沖，加到一個差分放大器上，而且與三并機和二并機工作方式下的基準電壓進行比較，該電壓由選擇開關U7送出。這個比較器電壓對一個用于驅動調諧和調載伺服馬達的脈寬調制器進行調制，并對過流和熔斷保險絲指示進行監(jiān)測。模擬輸出多路處理器輸出模擬信號，用于進行調諧負載和驅動電壓的電表指示。調諧伺服反饋電壓從J1-B23進入伺服控制板，該電壓來自調諧電容器調整機構上的一個電位器，這個電位器產生出與電容器位置對應的一個可變電壓。該反饋電壓經(jīng)低通濾波濾除射頻干擾，然后經(jīng)過U11-1緩沖處理。差分放大器U10-8將調諧位置電壓與通過基準電壓多路處理器的三并和二并基準電壓進行比較，在TP17端產生出調諧驅動信號。由R29調整調諧延時，以防止調諧的擺動。為防止對調諧電容調整過度，可由R41調整上限限位，由R49調整下限限位。當達到上限或下限時，EPLD將封鎖脈寬調制器的輸出。

2.2 H橋式開關放大器

圖4 調諧電路原理圖

圖5 H橋式放大器驅動原理圖

從555時間電路U1發(fā)出的三角波信號和調諧驅動信號加到U9-1和U9-2兩個比較器上以產生脈寬調制信號。如圖5所示，這些信號都是經(jīng)過U2緩沖后發(fā)送到一個H橋式開關放大器以作為伺服馬達驅動信號。調諧驅動馬達根據(jù)輸出驅動信號是升或者降來進行正轉或反轉動作，當需要進行升操作時，EPLD的P50輸出低電平信號，經(jīng)過U2反相放大后使Q7，Q8導通，此時，15V驅動電壓將經(jīng)過Q8送到調諧驅動馬達，并從J1返回經(jīng)過Q7形成回路，此時調諧驅動馬達進行正轉動作；當需要進行降操作時，EPLD的P48輸出低電平信號，經(jīng)過U2反相放大后使Q5、Q6導通，此時，15V驅動電壓將經(jīng)過Q6送出到調諧驅動馬達，并從J1返回經(jīng)過Q5形成回路，此時調諧驅動馬達進行反轉動作。

圖6 伺服控制板伺服位置調整框圖

電流傳感電阻R16用于監(jiān)測是否過流。如果過流，比較器U3-1就向EPLD發(fā)出一個有效低電平信號。當保險絲熔斷了，保險絲比較器U3-2就產生一個保險絲故障信號給EPLD，并使發(fā)光二極管DS2指示燈變成紅色。555時間電路U1為脈寬調制器產生三角波信號，當選擇了“慢速”時，它就產生一個矩形波信號以減少門激勵信號的占空比。

2.3 伺服位置調整方式

伺服位置的調整有三種方法，第一種是通過觸摸屏的伺服控制菜單欄對伺服進行手動調整，第二種是伺服控制板對伺服進行自動調整，第三種是通過控制板上的開關對伺服進行手動調整。第一種比較直觀簡單，這里不作介紹，主要介紹第二種和第三種。

如圖6所示，需要實現(xiàn)自動調整時，將開關S1打到2-3位置即可；需要實現(xiàn)手動調整時，首先將開關S1打到1-2位置，然后根據(jù)情況切換開關S2的位置，如果此時要進行粗調則將S2打到1-2位置，如果要進行微調則將S2打到2-3位置，然后調整S3和S4，S3是手動調諧開關，進行升降調整，S4是手動調載開關，也是進行升降調整。

3 伺服系統(tǒng)的維護

3.1 伺服系統(tǒng)的統(tǒng)調

在發(fā)射機初次裝機調試或更換伺服系統(tǒng)主要部件系統(tǒng)失調時要進行系統(tǒng)調整，伺服組件的統(tǒng)調包括設置機械定位點和調整基準電位器，使其進入伺服組件的調整范圍。

（1）設置機械定位點

⊙ 將機械定位終點位置設置在導軌的末端。

⊙ 脫開基準電位器與驅動部分，手動將電位器調到10Ω±1Ω位置。

⊙ 將電位器與驅動部分用皮帶套上。

⊙ 手動轉動伺服直到基準電位器指示為9.8kΩ±100Ω位置。

⊙ 將伺服的這一位置點用機械定位梢固定。

（2）校準伺服組件與驅動部件

⊙ 在安裝伺服組件之前，旋動電容驅動器機械部分，將可變電容順時針方向旋到底（用手操作，以便當電容旋到底時不會造成電容損壞）。

⊙ 上緊空轉輪皮帶，并留出1cm的余量（皮帶上得太緊會使驅動阻力太大，而皮帶太松會產生跳動雜音）。

⊙ 將電容設置到最大順時針位置時，將它們逆時針方向旋動一圈。

⊙ 安裝伺服驅動組件。如果驅動器傳動軸1/2圓弧大于1/4圈的距離，應將皮帶松些，并調整驅動機械部分（不要動電容）與驅動軸調直。

3.2 伺服驅動電容的更換

⊙ 將要更換的電容底部轉動桿咬合部件擰松。

⊙ 旋動伺服驅動機械部件，以便使可變電容順時針轉到底。這樣就會使伺服組件右側上的黃銅終止片全部進入它的行程底部。

⊙ 將需要更換的電容順時針方向旋到底直到擰不動（不要過緊），然后將它順時針旋回1/2圈，并連到電容驅動器上。

3.3 日常維護

伺服控制系統(tǒng)的日常維護保養(yǎng)主要包括：

⊙ 用紅外測溫槍檢查網(wǎng)絡中調諧電容器和調載電容器溫度和網(wǎng)絡中各連接處溫度。

⊙ 檢查傳動機構皮帶松緊度是否合適，傳動皮帶有無裂紋，檢查伺服電位器連接導線是否牢固，緊固傳動機構的固定螺絲，定期給傳動機構上潤滑油。

⊙ 定期測試伺服控制板上測試點電壓，做好記錄，出現(xiàn)異常及時調整。

⊙ 定期清潔伺服傳動機構和伺服控制板，注意清潔伺服電容時，要使用無水酒精擦拭網(wǎng)絡調諧電容器和調載電容器的陶瓷部分。

[1] 廣播電視發(fā)射與傳輸維護手冊.DX型大功率中波發(fā)射機