貝爾德假負載改造

王贄 孫鴻岳

【摘要】? ? 將假負載冷卻液溫度與風機工作聯動，僅在冷卻液溫度超過設定值時，風機才自動啟動對冷卻液進行降溫。從而消除了假負載在冬季因冷卻風機工作導致冷卻液凍結，假負載不能使用的問題。

【關鍵詞】? ? 假負載? ? 溫度控制? ? 風機受控

一、改造的原因與目的

貝爾德DLS-100kw型假負載是由水--風冷卻系統、功率測量部分和同軸負載部分組成。同軸負載用來承載輸入高頻功率，并轉為熱能，需通過水循環進行散熱。假負載工作時，首先水泵運轉，帶動管路中的冷卻液流動，同時室外散熱器風機轉動對流過散熱器的冷卻液進行風冷降溫。循環在管路中的冷卻液在同軸負載上吸收熱量被加溫，流過散熱片被散熱降溫，如此循環。

機房假負載的散熱器是露天安裝在場區中的。冬季環境溫度低，假負載運行時，如發射機未開機或中途停機，冷卻液不被負載加溫，再流經散熱器被風機強制風冷散熱，就可能因溫度過低凍結在管道里。這會使假負載無法使用并影響相關設備檢修。機房就曾經出現這種情況。為避免結冰如加大冷卻液中防凍劑比例又會加重對管道、流速測量器的腐蝕。

為適應機房情況，使假負載運行更加穩定，我們通過改造要實現：1、用冷卻液溫度控制冷卻風機的工作。僅在液溫高于設定值（現設定為26℃）風機才啟動對冷卻液強制散熱。液溫低于設定值后風機自動停止。消除了假負載因冷卻液凍結不能使用的問題。2、液溫設定溫度可根據要求靈活調整。3、具有應急旁路開關。在新增電路不能正常工作時，使用旁路開關可使設備快速恢復原工作模式。

二、可行性分析

1、風機與假負載啟動不同步可行性：

冬季使用假負載時，初始水溫一般在0度及以下，加載50kw功率，水溫最高可到18-20度。在夏季使用時初始水溫20-25度，加載50kw水溫最高可到32-35度。對比可見，假負載運行主要依靠水泵推動冷卻液流動將負載電阻因承載功率產生的熱量帶走。這個過程在冷卻水處于常規溫度（0-35度）都是安全可靠的。因此，在冷卻液的溫度低時，不啟動風機，依靠水泵帶動水循環自然散熱，直到水溫高于設定溫度（現設定為26度）再啟動風機強制散熱是安全的。

2、電路改造可行性：

假負載開機過程：按開機鍵進行開機，水泵控制繼電器KM1閉合，水泵開始工作。KM1動作，帶動副接點閉合，風機控制繼電器KM2閉合，室外風機開始工作。

如在原系統風機控制繼電器KM2線包供電電路中，串入溫度控制繼電器K，就可以實現以溫度控制風機工作的目的。

3、電路說明：

R1、R2、VR1、Pt100構成測量電橋（其中R1=R2，VR1為可調精密電阻），當Pt100的電阻值和VR2的電阻值不相等時，電橋輸出一個mV級的壓差信號，這個壓差信號經過運放LM324放大后作為水溫測量數據。調節電位器VR2阻值大小就可以改變溫度控制點的設定。NE555和R7、C2組成單穩態定時控制電路，555工作在單穩態模式。當冷卻液溫度<26度時，555的觸發端電平低于觸發翻轉電平（1/3VCC），單穩電路處于置位狀態，3腳輸出高電平，LED發光，同時觸發可控硅導通，繼電器K閉合，常閉點打開，風機不工作。維持暫穩持續時間后（暫穩時間=1.1RC），再次檢測555電路2腳電壓，如電壓仍為低電壓，3腳輸出仍為高電平，風機不工作。當水溫高于26度，LM324輸出電壓增高，555電路2腳電壓高于觸發翻轉電平，555輸出轉為低電壓，SCR關斷，繼電器K常閉點閉合，假負載繼電器KM2閉合，室外風機開始工作。等水溫低于26度后，風機再次停機。

溫控器電路圖

在此設計中，水溫采集選用了PT100熱敏電阻，熱敏電阻密封后放置水循環管路中，直接檢測循環水的溫度。而且此裝置有旁路開關，不影響原假負載各項功能。

異常情況處理：如假負載水溫高于設定溫度，室外風機仍不啟動，懷疑為溫度控制系統故障。可控制電路雙聯斷路器斷開，此時加入的電路供電中斷，接入的繼電器常閉點閉合，即可恢復KM2線包接線，使假負載恢復原工作方式。

三、使用情況及效果：

1、自5月份完成改造，運行良好。現設定風機啟動的水溫是26℃。當備機在假負載（輸出功率10kw）試機時，假負載和備機運行穩定，但室外風機并沒有啟動。

2、主機夜間在假負載試機時（輸出功率50kw），初期假負載水溫較低，室外風機不啟動，隨著試機時間增加，假負載水溫上升，超過26℃后室外風機啟動，進行散熱。

3、測試旁路開關功能。假負載運行、風機停止時，使用旁路開關，風機立即啟動，完全恢復原設備功能。

4、因縮短了風機的運行時間，具有節能降耗的效果。