10 kW中波广播发射机电源故障分析研究

多吉次仁

（西藏自治区广播电视局日土中波转播台，西藏 阿里 859700）

中波广播发射机是中波广播传播的重要设备之一[1]。在中波广播发射机中，电源是保证设备正常工作的重要组成部分[2]。由于各种原因，中波广播发射机电源可能会发生故障，导致设备无法正常工作。因此，本文以10 kW中波广播发射机电源故障为研究对象，旨在探究中波广播发射机电源故障原因和解决方法。结合10 kW中波广播发射机电源的工作原理，对中波广播发射机存在的电源相序故障、主电源缺相故障以及主电源过压等故障类型进行分析，总结出主电源故障的生成原因和解决方法。

1 10 kW中波广播发射机概述

10 kW中波广播发射机的工作原理是，将音频信号转换成中波频段的高频信号，通过天线辐射出去，以实现广播信号的传输。具体而言，发射机将音频信号经过调幅（AM）模块进行调制，形成一个调幅信号。将这个调幅信号通过射频（RF）发生器产生中波频段的高频信号。继而，将高频信号经过功放放大，输出到天线上，通过天线将信号辐射出去，从而完成广播信号的传输。

10 kW中波广播发射机的电源系统由主电源和备用电源组成。主电源一般采用三相交流电源，通过整流、滤波和逆变等电路将交流电源转换为直流电源，提供给发射机的各个模块。备用电源一般采用直流蓄电池组，作为主电源失效时的应急电源，以保证发射机的正常运行，对于10 kW中波广播发射机电源故障分析尤为重要。

2 10 kW中波广播发射机电源故障分析

2.1 主电源相序故障分析

10 kW中波广播发射机主电源相序故障指的是三相电源的相序错误或者中性线接反导致的故障。出现相序故障会导致发射机的各个模块供电不平衡，进而影响设备的正常工作。当发生电源相序错误时，电源无法正常工作，致使设备无法获得所需的电能供应。此外，如果电源相序错误时间过长，可能会导致设备内部产生高温，从而影响设备的寿命和性能。具体而言，电源相序错误可能会导致电气设备短路或产生电火花，从而引起火灾或其他安全问题。主电源相序故障亦可能引发发射机输出的信号掺杂其他干扰信号。这是由于电源相序错误导致电流波形发生畸变，从而产生高频干扰信号波。这种干扰信号会传播到发射机输出的信号中，从而影响信号质量和清晰度，因此，处理相序故障至关重要。

在一个发射机的电路中，风机起着重要的作用，其能够帮助降温并保护系统的顺畅运行。然而，在主电源出现相序故障时，风机可能会出现反向转动。为了避免这种情况的发生，在此检测电路中设计了保护机制和报警提示的模块电路。当风机出现故障时，检测到的电压信号会发生变化，由高电压转化为低电压。检测到的信号由电阻R1和放大器N1组成的延时反相电路进行传输，转化为高电压，并输送到放大器N2的输入端。若相序故障检测电路的另一端也是高电压，放大器N2则同样会输出高电压，以此提示工作人员有故障发生。另外，放大器N3起到检测风机状态的作用，并在监测电路运行时将风机的状态信号及时传输给状态指示电路，达到监测系统正常运行的目的。为避免监测电路和发射机正常使用内部的电路发生冲突，当发射机刚开机时，监测电路会断开风机故障保护机制，以禁止风机输出并对放大器N2进行封锁。这样可以避免因风机输出而引起的误报警情况。该命令将通过由VD1、R2、R3、C1组成的一个快充慢放的电路传递，该快充慢放电路和N5一起组成一个约3.5秒的延时电路，最终将命令送到放大器N7的另一端。由此，N7的输出是经过3.5秒延时的禁止释放信号，此时将该信号送到放大器N2的输入端。只有在持续高压3.5秒以后，才开始处理风机检测的信号。当电源输出高压时，放大器N8的输出逻辑是：输出一个3.5秒的负脉冲信号，其余时间一直为高电压。这个负脉冲信号会送到N9、N10，3.5秒内风机故障的双色发光二极管不会显示任何指示。最后，通过N11和N4输出，并经过脉冲扩展门送到控制板，重复出现的二类故障会被转化为一类故障。

10 kW中波广播发射机出现主电源相序故障的具体原因包括以下几点。①电源接线错误：电源系统的相序错误可能是由于电源接线错误导致的。例如，接线电源输入线连接到电源系统中的错误相位，或者接地线连接错误等。②电源系统故障：电源系统本身的故障可能导致主电源相序错误。③外部电力负荷变化：当外部电力负荷变化时，可能会导致电力系统中电压和电流相位出现偏移。此种偏移可能会影响发射机的电源相序，从而导致主电源相序故障。④雷击和电网干扰：雷击和电网干扰可能导致主电源相序错误。当雷击发生时，在电力系统中耦合产生电流脉冲，从而影响电源输出的相位。

当10 kW中波广播发射机出现主电源相序故障时，可以采取以下应对方案和处理流程：①停止设备运行：需要停止设备运行，以防止故障进一步扩大或者导致安全问题。②查看电源系统接线：检查电源系统接线是否正确，排除电源接线错误的可能性。确认电源系统接线无误后，可以重新启动设备并观察故障是否得到解决。③检查电源系统元件：若电源系统接线无误，需要检查电源系统元件是否损坏或出现故障。可以使用万用表等测试仪器检查电容器、电感、继电器等元件的电性参数，以确定是否需要更换或修理。④处理外部电力负荷变化：若故障是由外部电力负荷变化导致的，可以考虑增加电源稳压器或电力调节器等装置，以提高电源系统的稳定性和适应能力。⑤采取防雷和防干扰措施：若故障是由于雷击和电网干扰等原因导致的，可以采取防雷和防干扰措施，例如增加避雷装置、防干扰滤波器等。

2.2 主电源缺相分析

中波广播发射机输出功率通常在千瓦级别，在发射过程中主电源缺相故障可能会导致发射机失效，从而影响广播质量和广播范围。

由图2可知，当三相交流电输入电源时，相与相之间会出现较大的不平衡甚至出现缺相的现象，从而产生主电源缺相故障。出现此种故障的原因大致可分为以下几个方面。①电网故障：由于电网中断、电压不稳定等原因导致主电源中某相电压下降或消失。②主电源故障：由于主电源内部元器件损坏或短路，导致某相电压下降或消失。③主电源连接故障：当主电源与发射机之间的连接线路损坏或接触不良时，将导致某相电压下降或消失。

图2 电源缺相检测电路图

当出现此类故障时，可参照关闭发射机高压电源的方法进行处理，以此保护三相主变压器。电源缺相检测电路包括缓冲放大器、有源低通滤波器、同相放大器、比较器和延时电路等组件。电源从A25熔断器组件板流入，经过缓冲放大器N1处理后，被送至有源低通滤波器进行滤波。有源低通滤波器由多个元器件组成，形成了一个三级有源滤波器，其作用是消除高频噪声和杂波。滤波后的电源被送至同相放大器N2，经过电阻调整增益幅度后，再经过N3放大，最终被送到比较器N4进行比较。比较器N4将此时的电压与基准电压进行比较。若电压小于基准电压，则N4输出低电平，表示没有出现“缺相故障”；若电压大于基准电压，则N4输出高电压。N4的输出经过N8缓冲后，被送至延时电路N11。如果N7输出高电压，表明“电源缺相”故障已经发生。N7的输出将被送至单稳态触发器N9，并被转发到“电源缺相”的故障指示电路中。此外，N8的输出信号还将被送至N10的一个输入端，启动一类故障保护电路。

2.3 主电源过压分析

当10 kW中波广播发射机出现电源过压故障时，由于主电源过压会触发设备保护系统，从而使设备无法正常启动。检测电路逻辑如下：该设备将电源过压A25熔断器组件板输出的高压电源信号通过放大器N1的输入端送至显示板。在正常情况下，N1会输出-10V的电压，并将此电压钳位在低电压，经过调整的电压再经过放大器N2转换为低电压输出。如果高压电源输出的电压过高，高于预置的基准电压，则通过N1输出+10V的电压，再通过N1转换为低电压输出，之后N1将信号输出送到电源过压的故障指示电路，并送到N3的输入端，以启动一类故障保护电路。这种保护电路有助于保护设备免受过高电压的损害，确保设备正常运行。

10 kW中波广播发射机出现主电源电压过高通常会伴随以下现象：①异常噪声：过高的电压可能会产生电器噪声，可能会对设备和周围的环境产生负面影响。②设备损坏：过高的电压可能会对设备的内部电路、电子元件和电气绝缘材料造成损坏，严重时甚至可能导致设备报废。③安全问题：过高的电压会对设备的安全性产生威胁，可能会导致电器火灾、电击等安全问题。④操作困难：过高的电压可能会导致人员误操作或无法正常进行设备维护。

对部分异常现象关联的其他现象分析，可将造成电压过高故障的原因大致总结为以下几个方面：①电网电压异常：当电网电压异常增高时，可能会导致设备主电源电压过高，从而引起过压故障。②电源系统元件故障：电源系统中的电容器、电感、继电器等元件可能会损坏或出现故障，导致电源输出电压异常升高，从而引起设备主电源过压故障。③设备接地不良：设备接地不良，可能会导致电源输出电压异常升高，从而引起过压故障。④电源稳压器故障：电源稳压器故障可能会导致电源输出电压异常升高，引起过压故障。

当中波广播发射机出现主电源电压过高故障时，可选择以下方案进行处理。①停止设备运行：一旦设备出现电源过压故障，应该立即停止设备运行，以避免故障进一步扩大。②确认故障原因：对于设备出现电源过压故障，应该进行仔细的检查，确认故障原因。③排除故障原因：根据故障原因，采取相应的措施进行处理。例如，如果是电网电压异常引起的过压故障，可以增加电压稳定器进行控制；如果是设备接地不良引起的过压故障，可以加强设备接地保护。④维修设备：若设备元器件受损或电路出现故障，需要进行维修和更换。⑤检查设备：排除故障后，需要对设备进行全面的检查，确保设备正常运行。⑥预防电源过压：可以通过增加电压稳定器、设置防雷装置等方式预防出现电源过压问题。⑦定期检测电源电压：定期检测设备主电源的电压是否正常，以及是否存在波动或过压等现象。⑧加强设备保护：为保护设备免受电源过压的影响，可以增加过压保护器、熔断器等电源保护器件，以避免设备受到过压损坏。

3 结束语

综上所述，对10 kW中波广播发射机电源故障进行的分析和研究对于深入了解此类设备的运作和维护具有重要价值。主电源对于10 kW中波发射机而言是十分重要的组成部分，本文通过对主电源相序故障、主电源缺相以及主电源过压等故障类型的分析，指出故障的根本原因，并有针对性地介绍了相关解决方案。分析研究表明，及早识别潜在问题并实施预防措施，有助于避免浪费昂贵的停机时间，规避设备损坏造成的损失，对于10 kW中波广播发射机的运行和维护具有一定的参考和借鉴意义。■