DAM中波發(fā)射機(jī)的故障分類及動作保護(hù)研究

王廣鑫

（大連三〇五轉(zhuǎn)播臺，遼寧 大連 116400）

0 引 言

DAM中波發(fā)射機(jī)前面板提供“故障”LCD指示。故障檢測電路只要出現(xiàn)一個故障就會動作，不管這個LCD指示是否被“復(fù)位”。當(dāng)發(fā)射機(jī)復(fù)位“故障”后，發(fā)射機(jī)可以上高壓和自動開機(jī)。按照動作保護(hù)的執(zhí)行情況，將DAM發(fā)射機(jī)的故障類型分成6類：當(dāng)故障發(fā)生后，發(fā)射機(jī)始終保持關(guān)機(jī)狀態(tài)，在故障排除前不能自動開機(jī)，稱為1類故障；發(fā)射機(jī)發(fā)生故障后，可以自動上高壓一次，同時故障指示欠激勵、過流或過激勵，稱為2類故障，3類故障再次上高壓后故障依然存在，將轉(zhuǎn)為1類故障；發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)，導(dǎo)致有功放電壓而無功放電流、輸出功率的故障現(xiàn)象，為3類故障；只引起發(fā)射機(jī)功率降低，功放電壓依然存在，稱為4類故障；功放電壓存在，但調(diào)制編碼信號被封鎖導(dǎo)致無功率輸出，稱為5類故障；當(dāng)功放模塊故障時，發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)沒有發(fā)生改變，只提示警告，稱為6類故障。發(fā)射機(jī)出現(xiàn)的各種故障現(xiàn)象都?xì)w類到上述6類故障中。

1 1類故障

發(fā)生1類故障時，控制板輸出關(guān)機(jī)指令，切斷功放電壓+230 V。此時，故障指示將被鎖存，只有排除故障后人工開機(jī)，發(fā)射機(jī)才能正常工作。當(dāng)控制系統(tǒng)檢測到發(fā)生一個故障時，或發(fā)射機(jī)重復(fù)開機(jī)后故障重復(fù)出現(xiàn)，控制系統(tǒng)將輸出低電平信號，使交流接觸器釋放，關(guān)閉發(fā)射機(jī)，并阻止發(fā)射機(jī)上高壓。其中，風(fēng)故障、電纜聯(lián)鎖和門聯(lián)鎖故障、電源過壓和缺相故障、直流穩(wěn)壓電源的B+和B-故障以及輸出監(jiān)測板的電源故障，都屬于1類故障[1]。

（1）風(fēng)故障（風(fēng)機(jī)故障）感應(yīng)電路。風(fēng)故障電路的輸入信號是由風(fēng)接點(diǎn)送到控制板。正常時，輸入到控制板的信號是高電平，故障時為低電平。這個信號經(jīng)分壓網(wǎng)絡(luò)后，進(jìn)入控制系統(tǒng)的CPU。加高壓的同時風(fēng)機(jī)啟動，這時指示（風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)）若為“正?！?，表明風(fēng)路正常；若為“故障”，說明風(fēng)機(jī)（風(fēng)路）故障，同時發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)。

（2）功放電源保護(hù)電路（缺相）。功放電源保護(hù)電路保護(hù)三相變壓器和風(fēng)機(jī)，以防止相位不平衡。變壓器相位不平衡的原因包括或高或低的相位電壓或丟失一相電壓。此項(xiàng)功能的檢測電路在熔斷器組件板上，送到控制板的檢測信號正常時為輸入高電平（+5 V），故障時為輸入低電平（0V）。

（3）功放電源過壓電路。功放電源過壓感應(yīng)電路由電壓比較器和它周圍的器件組成。當(dāng)采樣信號正常輸入時為低電平輸出，故障時輸出高電平。

（4）電纜聯(lián)鎖電路。一般情況下，會有一個射頻放大模塊沒有完全插進(jìn)功率合成母板；功率合成母板與調(diào)制編碼器之間的控制信號線沒有插好；直流穩(wěn)壓電源和調(diào)制編碼器之間的電纜沒有聯(lián)上或松動；調(diào)制編碼器和控制板之間的電纜沒有聯(lián)上或松動；“電纜聯(lián)鎖”電路都將指示一個“聯(lián)鎖”故障。

（5）輸出監(jiān)測板和直流穩(wěn)壓電源的電源故障檢測電路。通過電壓比較器對輸出監(jiān)測板和直流穩(wěn)壓電源輸入的電源采樣信號，然后分壓信號作采樣判別，確定輸入電源的正常工作狀態(tài)。

所有“1類故障”比較器參考輸入端被聯(lián)在一起，如果發(fā)生一個電源故障，輸入端電壓低于參考電壓，比較器輸出變低。所有的穩(wěn)壓器故障報(bào)警輸出是一個開路電路，當(dāng)電源穩(wěn)壓器感應(yīng)出一個電源故障時，內(nèi)部的故障報(bào)警晶體管導(dǎo)通，有效地將故障報(bào)警輸出聯(lián)到“地”上。

（6）“門互鎖”“互鎖串”和“外部互鎖”故障。三個狀態(tài)的輸入電路相同。沒有互鎖故障時，輸入到控制板的“互鎖狀態(tài)”輸入，“門互鎖”和“外部互鎖”為“0”，“互鎖串”為“1”，三極管在這里起倒相和隔離作用。然后，將經(jīng)倒相后的信號送入微機(jī)處理系統(tǒng)，執(zhí)行“1類故障”的動作。

2 2類故障

2類故障發(fā)射機(jī)將先關(guān)機(jī)后再開機(jī)一次，判斷故障是否已被清除，釋放交流接觸器斷開功放電源1 s，之后重新上高壓開機(jī)。若重新開機(jī)后又發(fā)生原來的故障，則故障高電平送至1類故障，2類故障轉(zhuǎn)為1類故障，發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)。

（1）檢測RF“過推動電路”。直流射頻推動取樣信號加到比較器輸入端。參考電壓由過推動門限控制電位器調(diào)整.正常情況下，參考電壓大于“射頻推動取樣”信號比較器輸出高電平。如果射頻推動取樣電壓大于參考電壓，其輸出被拉向低電平。輸入到微機(jī)處理系統(tǒng)，執(zhí)行2類故障動作。

（2）射頻欠推動故障檢測器。直流射頻推動取樣信號加到比較器輸入端。比較器的參考電壓由欠推動門限控制電位器調(diào)整。在正常的情況下，參考電壓小于“射頻推動取樣”信號，比較器輸出高電平。如果射頻推動取樣電壓低于參考電壓，其輸出被拉向低電平。一個“邏輯故障-L”輸入給微機(jī)處理系統(tǒng)，執(zhí)行2類故障動作。

（3）射頻“相對推動”指示驅(qū)動電路。射頻“相對推動”指示放大器提供一個相對（非標(biāo)準(zhǔn)）的射頻電平指示。射頻推動“相對指示”的模擬電壓送到控制板，提供“相對推動”指示。

（4）功放“電流過載”。功放“電流過載”電路是當(dāng)機(jī)器電源電流超過門限值時使發(fā)射機(jī)循環(huán)重新開機(jī)。不管是峰值電流過載還是平均電流過載，都將引起電源“電流過載”。電流互感器的取樣電壓送入控制板后被放大，放大后的信號一路用于電流指示，另一路通過比較器作為故障檢測信號。比較器的電壓參考值被“電流門限”控制電位器調(diào)整。正常時，比較器的輸出為高電平。但是，假如功放電流超過預(yù)置的門限值，則比較器的輸出為低電平。輸出的信號送到微機(jī)處理系統(tǒng)的輸入端，作功放電流故障檢測信號。

如果發(fā)射機(jī)重新上高壓后，檢測到與之前相同的故障，則發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)，轉(zhuǎn)為1類故障，并鎖存故障指示，只有通過復(fù)位才能恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

3 3類故障

3類故障產(chǎn)生一個“關(guān)功放”（PA關(guān)閉）指令，將關(guān)閉所有功率放大級，但功放電源仍保持工作狀態(tài)。其中，浮動載波控制板±15 V和模數(shù)轉(zhuǎn)換板±15 V、+5 V的穩(wěn)壓電源故障屬于3類故障。

3類故障感應(yīng)電路包括來自浮動載波控制板的電源穩(wěn)壓器“故障報(bào)警”輸出電路或模數(shù)轉(zhuǎn)換板和在控制板上的電壓比較器電路。偶然出現(xiàn)的“濾波器駐波”或“天線駐波”故障為3類故障，此時一個瞬間產(chǎn)生的“功放關(guān)閉”指令使循環(huán)調(diào)制編碼器清零，所有的功放模塊被關(guān)閉。3類故障將被鎖存，通過顯示屏顯示出來，按下復(fù)位鍵故障才能被清除。

（1）穩(wěn)壓電源集成電路“故障報(bào)警”輸出。當(dāng)電源穩(wěn)壓器感應(yīng)到電源故障時，內(nèi)部故障報(bào)警晶體管導(dǎo)通，從而有效把故障報(bào)警輸出連接到穩(wěn)壓器內(nèi)部地上。對于正電源，這就是發(fā)射機(jī)的地；對于負(fù)電源，內(nèi)部整流器的地通過一個小電阻接到非穩(wěn)壓負(fù)輸入電壓上。

（2）浮動載波控制板+15 V電源故障。浮動載波控制板+15 VDC電源“故障報(bào)警”輸出電路，包括一個電容和一個上拉電阻。如果“故障報(bào)警”變低，電容將通過故障報(bào)警晶體管放電，控制板通過比較器輸出一個3類故障。

（3）浮動載波控制板-15 V電源故障。浮動載波控制板-15 VDC電源“故障報(bào)警”輸出進(jìn)入控制板，如果“故障報(bào)警”變低電平，控制板通過比較器產(chǎn)生一個3類故障。

（4）模數(shù)轉(zhuǎn)換板+15 V電源故障。模數(shù)轉(zhuǎn)換板+15 VDC電源“故障報(bào)警”的輸出進(jìn)入控制板。如果“故障報(bào)警”變低電平，控制板通過比較器輸出一個3類故障。

同理，模數(shù)轉(zhuǎn)換板+5 V電源故障和-15 V電源故障進(jìn)入控制板，如果“故障報(bào)警”變低電平，控制板也將通過比較器輸出一個3類故障。

4 4類故障

“濾波器駐波”與“天線駐波”故障是4類故障。一個4類故障將使發(fā)射機(jī)的輸出功率被降低，直到達(dá)到允許的范圍。電壓駐波比故障將導(dǎo)致4類故障出現(xiàn)，是由嚴(yán)重的阻抗失配情況下引起高反射能量時發(fā)生的。這可能是由于發(fā)射機(jī)的輸出網(wǎng)絡(luò)有問題或發(fā)射機(jī)負(fù)載的原因，通常是天線系統(tǒng)的問題導(dǎo)致。

（1）單個電壓駐波比動作。控制系統(tǒng)對單次發(fā)生的電壓駐波比故障將首先關(guān)閉功放，其次關(guān)閉RF推動轉(zhuǎn)換信號，最后進(jìn)行駐波自檢。帶通濾波器電壓駐波比或天線電壓駐波比自檢信號。關(guān)功放，微機(jī)處理系統(tǒng)產(chǎn)生一個“電壓駐波比故障低”信號給調(diào)制編碼板，以維持關(guān)功放（PA關(guān)閉-L）14 μs或19 μs的時間。射頻推動轉(zhuǎn)換，輸出一個“電壓駐波比故障”的推動關(guān)斷-L信號至頻率合成器（DDS）。當(dāng)按下面板上的自測按鈕時，微機(jī)系統(tǒng)同樣輸出“電壓駐波比故障低”信號給電壓駐波比自檢電路。顯示屏顯示有0.5 s的“故障”“帶通濾波器電壓駐波比”或天線電壓駐波比狀態(tài)指示。

（2）多重電壓駐波比故障動作。如果發(fā)生足夠多的重復(fù)電壓駐波比“往返”，控制板電壓駐波比邏輯電路將采取更多動作。狀態(tài)指示電路將在LCD屏上產(chǎn)生一個寄存的電壓駐波比指示（“故障”），然后產(chǎn)生一個電壓駐波比引發(fā)的降功率指令。電壓駐波比引發(fā)的降功率指令送到控制器上的功率控制邏輯電路（軟件），功率將下降，直到反射的功率低于（包絡(luò)）功率電壓駐波比門限。

5 5類故障

A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)產(chǎn)生的“轉(zhuǎn)換”錯誤，被稱為5類故障[2]?！稗D(zhuǎn)換錯誤”會將調(diào)制編碼信息全部清零，使發(fā)射機(jī)的功放級瞬間關(guān)閉。發(fā)生轉(zhuǎn)換錯誤時，A/D轉(zhuǎn)換板上的故障指示燈由綠色變成紅色，顯示屏顯示“轉(zhuǎn)換故障”。該故障提供鎖存指示，通過按下復(fù)位按鈕才能清除。

6 6類故障

功放級的功放模塊故障導(dǎo)致模塊的熔斷器開路，故障模塊退出工作，并點(diǎn)亮模塊上的故障指示燈，這類故障為6類故障。該故障發(fā)生后，發(fā)射機(jī)輸出的已調(diào)波的波形信號臺階退出，由其他模塊進(jìn)行補(bǔ)碼。6類故障只提供故障模塊的位置提示，發(fā)射機(jī)不會做出其他保護(hù)動作。

7 結(jié) 論

DAM中波發(fā)射機(jī)的故障多種多樣，但設(shè)備的報(bào)警電路按照6類方式進(jìn)行保護(hù)處理。在處理設(shè)備故障時，遵循以上分類原則，可以快速找出故障，迅速處理故障，提升安全傳輸質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張丕灶.數(shù)字式調(diào)幅中波發(fā)射機(jī)[D].廈門：廈門大學(xué)出版社，2002.

[2] 張丕灶.全固態(tài)中波改善系統(tǒng)調(diào)整與維修[D].廈門：廈門大學(xué)出版社，2007.