TIE47-3A型假负载在短波广播发射机中的应用

O 引言
    假负载是可以替代终端在某一电路(如放大器)或电器输出端口接收电功率的元器件、部件或装置。假负载通常可用于测试长波、中波及短波广播发射机的功率。TIE47-3A(AK57 SLB)型假负载的最大功率耗散为750 kW，可以适用于载波功率为500 kW的发射机的功率测试；TIE-47-3A型假负载的附属设备包括一个风水热交换器和一个带电子温控的三通阀。
    TIE47-3A的假负载消耗的功率通常取决于苏打水回路中苏打水的温度和流量。在这个闭合的苏打水回路中，最重要部分是苏打水阻，而且要求在30 Hz～30 MHz的宽频段范围内有比较恒定的阻抗。
    TIE47-3A的苏打水回路经带电机驱动的三通阀连接到风水热交换器，然后通过面板上的控制钮能手动或自动调节三通阀，以控制进入热交换器中的苏打水流量，从而使苏打水的平均温度保持基本恒定。在苏打水回路中安装的流量监测计和温度保护开关可作为安全保护装置接入发射机控制系统的连锁回路。其中温度保护开关的门限值为85℃，当苏打水温超过85℃时，温度保护开关将会断开，从而使发射机控制系统连锁断开，最终关断发射机功率系统。

1 假负载的技术参数及设计操作方式
1．1技术参数
    TIE47-3A的主要技术参数如下：
    ◇功率：750kW；
    ◇频率范围：30Hz～30MHz：
    ◇阻值：300欧平衡；
    ◇最大驻波比：26MHz时小于1．2；100MHz时小于<1．83：
    ◇射频功率测量用量热计来进行。
    另外，其苏打水回路的主要技术参数为：
    ◇流量计流量范围：2500～25000l／h；
    ◇常温约26℃时，为750kW设定的流速为25000l／h；
    ◇进出水平均温度约70℃；
    ◇水泵马达电压：3∮ 380V／50Hz；
    ◇水泵马达功耗约5．1 kW；
    ◇苏打水总量约250 L。
1．2 设计和操作方式
    TIE47-3A的苏打水回路原理如图l所示。图中苏打水从水箱A21(装满3／4箱)中流出，然后经过水泵A24和热交换器A122到电阻R10，再经
流量监测计A26，流量计A12，温控保护开关A7，然后返回到水箱A21。图2所示是TIE47-3A的假负载联锁线。其中，R10是个虚电阻，在图2中用它表示苏打水的等效水阻。

    苏打水的流速由阀门A15控制，流量计A12可根据磁感应原理工作，满量程值的测量容限为1．2％，可在工作过程中随时检查设定的流量值，而且应在必要时进行校正。
    图1回路中的温控保护开关A7和流量监测开关A26用于保护苏打水阻R10，它们必须连接到发射机控制系统的联锁电路中，当苏打水停止循环或苏打水温度过高时，A26应能立即关机。
    温度控制器和操作开关S60安装在如图3所示的控制箱中。开关S60有4个选择位置，可控制三通阀门A5的OFF(0)、Auto(自动)、Open(↑)、Closed(↓)。假如操作方式在“Auto”位置，温度控制器将自动控制三通阀A5，调节进入热交换器中进行冷却的苏打水流量，从而调节苏打水温度，使苏打水平均温度保持基本恒定。“Open”和“Closed”位置用于手动调节三通阀，当选择Open(↑)时，打开三通阀，苏打水被旁路而不经过热交换器；当选择Closed(↓)时，则关闭三通阀，苏打水流经热交换器进行冷却。OFF(0)位置将关闭三通阀控制电路。

    三通阀A5用于调节热交换器中苏打水流量与旁路中苏打水流量的比例，从而将苏打水的平均温度调节到70℃左右。例如，调机时，发射机功率加在假负载上，要使假负载阻抗与发射机的输出阻抗(经变阻线后为300Ω)匹配，就必须把假负载的苏打水温度控制在70℃左右(70℃时，苏打水阻为300Ω)。事实上，通过三通阀A5改变流经热交换器进行冷却的苏打水流量，可以将苏打水的温度调节到适当温度。
    操作使用时要注意假负载能转换的最大允许功率。另外，按需求可以改变假负载为其它的阻值(如50欧，不平衡假负载)，或将驻波比改为：30MHz<1.1，250 MHz<1.5(50欧，不平衡假负载)，同时，苏打水的需求量决定于安装尺寸，TIE47-3A的水量是约3Kg无水苏打(Na2CO3)。

2 假负载的安装
    在假负载的安装点附近应预留有自来水供水龙头和排水沟。如果对假负载进行大检修，必须要将苏打水全部排干，并用自来水冲洗干净整个管道系统(包括苏打水箱A21)，同时要用酸来中和苏打水(防腐蚀)。
    安装时，可以把假负载固定在地面上；然后安装电控箱A100，再连接电源和馈线，同时连接冷却水源以及冷却水路的排气孔(排气孔螺钉装在苏打水热交换器A122的顶端)；另外，还应注意把假负载的地线连接到射频地网。

3 假负载的调试
    苏打水阻R10只能与交流电压相连，如果连接到直流电压，则会产生爆炸性气体!
    在对TIE47-3A进行调试时，可先给假负载的水箱加水，加水应加至水箱的3／4处，这样可给从热交换器返回的苏打水预留空间。然后断开苏打水阻R10与馈芯的连接，接着用S10／S20开启测试负载。测试时，把模式选择开关S10设到“LOCAL”(本地)位置，把水泵开关S20设到“ON”，然后启动苏打水循环水泵，打开A15阀门。
    之后，再把温度调节控制开关S60设到“Open”位置，让三通阀运行在中间位置，然后把S60开关设至“OFF”位置。再调节阀门A15，把流量计A12的流量调到27 m3／h。然后再添加苏打，根据图4所示的苏打水阻曲线图设定苏打水阻值。然后采用伏安法测出苏打水阻值。测试时，可将220 V AC相线经一电流表(万用表放交流电流挡)接到假负载的一个电极上，中线接到假负载的外壳上，同时把电源地线也连到假负载的外壳上，再在电流表的输出端并一电压表(万用表交流电压档)。最后用欧姆定律(R=U／I)计算出苏打水阻值。

    假负载的联锁线必须接入发射机的闭锁系统，应检测联锁回路中的所有设备的功能，然后设定正确的门限或关断点。
    之后，再拆去伏安法测量连线，恢复电阻R10与馈芯的连接，用发射机功率加热(如苏打水箱内加装了加热电阻，也可以用加热电阻加热)来设定温度控制器A3的中心温度为70℃，使苏打水达得70℃平均温度。
    接下来关闭发射机，并断开假负载与馈芯的连接，再次检测加热状态后的R10的电阻值，当苏打水达得70℃平均温度时，按图5所示接线方式测出R10的阻值应为150Ω左右。

    最后再关断发射机，并把模式选择开关S10设到“OFF”位置，关断假负载。
    在维护假负载时， 建议对假负载每周空载(不加发射机功率)运行约1小时，使结晶苏打重新与水混合溶解。
    而TIE47-3A的其他元器件一般不需要特别维护，但热交换器要定期清检，特别是冷凝管散热片不要被脏物堵塞，可用高压水枪冲洗。

4 结束语
    将发射机输出功率加到假负载的苏打水电阻上，然后通过量热式功率测量单元来测量、计算功率，再把测量出的苏打水流量和苏打水电阻进、出水的温度送到功率表，即可通过假负载在功能上等效负载。但这实际上不是用真正的负载构成的，而是用电阻充当一定的负载的作用。这种方式在微波射频上用的比较多，一般调试阶段都会加载假负载来进行模拟。