DF100A型發射機負載線圈淺析

毛建飛

摘 要：本文對DF100A型100KW發射機負載線圈工作原理和作用進行分析、計算，并對結構改造、負載線圈短路輪和整體支架材料技改措施進行了介紹。

關鍵詞：發射機；Г網絡；負載線圈；3L13；穩定措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.181

1 引言

大功率短波發射機目前已經廣泛應用，其運行的穩定性與可靠性直接影響播出單位的安全傳輸發射。射頻末級回路是廣播發射機重要組成部分，負載線圈3L13射頻輸出網絡負載匹配的重要元件，是DF100A型100KW短波發射機技術維護工作的重點與難點，在發射機穩定工作中故障因素較多，隨機性也很強，嚴重影響安全播出。本文通過對100KW發射機負載線圈射頻末級回路作用及穩定措施分析， 希望能對同行們維護相同機型提供一點幫助。

2 負載線圈3L13在射頻末級回路作用原理分析

2.1 負載線圈3L13構成射頻末級Г型網絡分析和作用

放大器負載網絡Г型網絡有兩種基本形式， 如圖1所示常用兩種等效電路，RP為外接負載電阻，Re為放大器的回路電阻，Q1為Г網絡的品質因數，由資料查得如下：

圖1 a所示，先將該電路的L2和RP的串聯支路轉換為等效并聯支路。再令等效后并聯支路電抗和為零，將電抗分量抵消，則放大器兩端阻抗呈現為純阻，其阻值為RP，由于Q1恒為正實數，根據上式可知，這種匹配網絡只能適用于Re>RP的匹配情況。

同理，對于圖1 b所示， 先將其中C1和RP的并聯支路轉換等效的串聯支路，。再令等效后串聯支路電抗和為零，Re=RP，則通過類似分析可以求得匹配網絡元件值為：

Q1恒為正實數，由上式可知，這種匹配網絡只能適用于Re

Г型網絡的阻抗變換作用是把外接負載變換成放大器所要求的負載阻抗。其阻抗變換過程是利用串、并聯電路互為等效時，用相異的電抗分量互相抵消，使得呈現為純電阻負載Re。因此，一定要諧振于工作頻率，串臂和并臂的模量要相等。Г型網絡的優點是結構簡單，但是有載品質因數Q1不能任意選擇，當Re和RP確定后，Q1也就確定了，不能再根據濾波度和回路效率等要求予以調整，因此，這種網絡只能實現阻抗變換，無法兼顧濾波度和回路效率等要求。

2.2 DF100A發射機射負載線圈電感量計算

DF100A發射機射頻末級回路Г網絡負載匹配等效電路圖如圖2所示，C3為負載電容具有一定的濾波度，3L13為負載線圈，負載電容和負載線圈一套伺服馬達傳動系統控制同步調整。已知：DF100A發射機出廠設計Г網絡輸入阻抗=100Ω，輸出阻抗為=75Ω，f=1.2MHz～26.1MHz，Г網絡中3L13電感量計算如下：

Г網絡品質因數由網絡計算公式得：

Г網絡容抗由網絡計算公式得：

Г網絡感抗由網絡計算公式得：

Г網絡電容工作f=1.2 MHz時容量：

Г網絡電容工作f=26.1 MHz時容量：

Г網絡電感工作f=1.2 MHz時電感量：

Г網絡電感工作f=26.1 MHz時電感量：

因此：

DF100A發射機在f=1.2MHz～26.1MHz任意工作頻率時的電感量可以同過以上方法計算得出。實際工作中電容和負載線圈有一套伺服馬達傳動系統控制，并且負載電容和負載電感3L13在f=1.2MHz～26.1MHz連續可調，從而達到電子管輸出阻抗匹配。線圈最大電感量為2.13，在Г網絡固定的Q值下線圈不用的部分通過短路滾輪在短路狀態，用一個馬達控制控制短路滾輪的位置，反應使用的頻率。

通過減小或者增大C3、3L13，使高末級簾柵流適當減小或增大，屏流適當增大或減小。根據簾柵流和屏流的變換情況，可判定高末級負載的輕重，一般DF100A發射機最好高末簾柵流2.1A左右，平流6.6A左右。

3 DF100A發射機射負載線圈3L13穩定措施

3.1 DF100A發射機原機負載線圈3L13存在問題

圖3為原機負載線圈實體外形圖，圖中所有銅件鍍銀層較薄，抗磨損性能不足。電感短路軸桿軸向引出線方式為壓盤面接觸同軸式，其接觸的可靠性取決于壓盤的壓力、盤面的光滑度。壓力由四只彈簧實現，尚且夠用，光滑度卻很難保持，由于盤面屬于干磨接觸，磨損的金屬銅渣夾在盤面中間，久而久之造成接觸電阻增大，盤面溫度上升顯著，尤其是在高頻高功率運行狀態下盤面溫度飆升，會造成壓力彈簧高溫退火失壓，繼而引發整體支架著火。負載電感線圈整體支架材料是膠木板，連接直角件是玻璃鋼材料，連接螺栓全部是尼龍材料螺栓。在出現線圈電弧打火或者接觸電阻過大溫升過高情況時容易引燃尼龍螺絲或者膠木板，易出現濃煙滾滾現象，造成故障判斷障礙。另外尼龍螺栓容易在高頻、高溫風吹環境中老化迅速，更換頻繁。

圖4為原機負載線圈短路滾輪實體外形圖，圖中短路滾輪材質為銅皮鍍銀鉚接復合式，與線圈接觸凹槽是直角“”型，在運行時接觸點壓力小，易發生高頻吱火；滾動阻力大，摩擦系數大，相對位移摩擦損耗很大，摩擦掉下來的金屬銅渣較多，在高頻環境下危害較大，同時帶動機械結構轉動的電機系統運行吃力，驅動電機的輸出單元輸出能力老化速度很快，增加維護量與維護成本。電感線圈短路滾輪與短路軸桿接觸形式是軸向內伸式鍍銀銅簧片，材質纖薄，容易磨損，并且由于是內伸式，平時維護觀察不到，只能一年定期更換，更換時負載電感線圈與上下絕緣板之間距離小，維護人員更換短路滾輪作業困難，更換后整個短路滾輪報廢，既不經濟又維護困難。

3.2 DF100A發射機負載線圈技術解決方案

圖5為技改負載線圈實體外形圖，所有銅件鍍銀層加厚，負載線圈層間距離均勻分布并壓縮整體高度，線圈棱角全部做了圓滑處理。短路軸桿軸向引出線方式為同軸環形外伸鍍銀簧片抱軸觸點式，觸點采用圓柱形。負載電感線圈整體支架材料為聚酰亞胺高分子材料，連接螺栓全部為不銹鋼螺絲，并且螺帽換成元寶型螺帽。

圖6為技改負載線圈短路滾輪實體外形圖，電感線圈短路滾輪與短路軸桿接觸形式為外伸分立鍍銀簧片報軸觸點式，并且分立簧片的觸點采用圓柱形，簧片整體做成了可拆卸結構，用銅螺絲固定在滾輪上，只對故障燒傷和磨損嚴重的簧片更換，既方便有經濟。電感線圈短路滾輪材質為實心黃銅鍍銀材質，滾輪與電感線圈接觸凹槽為梯形“”型槽。

技改后解決原有負載線圈的缺點，大幅提高負載線圈的運行穩定性與可靠性，并且顯著增強了線圈支架的阻燃特性，使之在極端情況下也不會出現火情。

4 結束語

負載線圈3L13是高末級輸出網絡的重要組成部分，在技術維護中，應當熟悉其工作原理和計算方法，能夠更好的調整和理解發射機末級工作狀態。通過技改后使用，為日常維護工作提供了方便，做到對隱患問題不留死角，有利的支持安全播音。為我們更好的維護發射機奠定了基礎。

參考文獻：

[1]郭寶璽.大功率新型短波發射機射放技術，1992（03）.

[2]張榮軍.大功率短波發射機輸出網絡的分析[J].中國科技縱橫，2012.