中波并機網絡實踐與原理

王 婷

遼寧省廣播電視本溪桓仁中波站 遼寧省 本溪市 117200

1 概 述

一個電臺要得到一個較大的磁場，獲得一個大的功率覆蓋范圍，其一是增加單機功率，其二就是并機運行來提升輻射功率。并機工作是一個行之有效的方法。當一部機器出現故障，可以通過網絡切換，使另一部機器繼續工作，確保發射臺不間斷播出。

實現并機播出的兩部發射機必須是功率相同、頻率相同的兩部發射機。這樣并機后的發射機，它們的功率是單機功率的兩倍。例如兩部50千瓦的發射機并機使用，不考慮其他損耗，理論數據應為100千瓦。同理，四部機器兩兩并機后再實施并機時，同樣可以獲得四倍的理論輸出功率。

目前發射臺使用的發射機大都是固態發射，如果將一部機器的功率增加一倍，需要改動的地方很多，各個功放級、濾波網絡的功率都要增加一倍或一倍以上。

例如，兩部中波10kW發射機和一部20kW中波發射機購置價格相差無幾。如果采用并機使用的思路，可以針對覆蓋的區域不同，每天各個時段的不同及電離層的變化，可以在不同的時間段，進行并機或一部機器單獨播出，這樣播出的覆蓋效果大致相同。同時既節省播出的經費，又可以延長播出設備的使用年限。另外，兩部發射機又可互為備機。即使在并機工作時，其中的一部機器出現故障不能播出時，并機使用的另一部發射機器仍然維持工作，繼續播出，只是場強下降了幾個分貝而已。

2 原理與技術要求

2.1 并機條件

（1）兩部發射機必須頻率相同，共同使用同一部激勵器。

（2）兩部發射機輸出阻抗相同，輸出電壓的相位也必須相同。

（3）兩部機器使用同一音頻信號源。

（4）兩部發射機的輸出功率也要相等。

并機網絡原理圖如圖1所示。

2.2 兩部機器并聯使用時并機網絡的要求

（1）理論上負載阻抗R0應為輸入、輸出阻抗和無功元器件阻抗絕對值之和。

（2）在并機網絡上可以認為兩部發射機的網絡是相互隔離的，互不干擾。當并機工作時，圖1中的A、B兩點電壓均為零，可以認為A、B兩點間有無窮大的阻抗。因此，任何一部機器出現故障，由于網絡設計的隔離原因，互相都不會受到影響。

（3）并機工作的兩部發射機都符合彼此的條件時，在輸出阻抗上就完成了兩部發射機的功率疊加，實現功率乘2。理論認為理想情況下平衡電阻是不消耗功率的，如果平衡電阻發熱，就是網絡調整的不到位。

2.3 發射機并機網絡隔離原理和計算

電工學理論有星形和角形等效電路的轉換，即Y—△等效轉換，那么我們將圖1和圖2中的A、B兩點上下斷開來看，將圖1的負載R0與-jR0的并聯電路等效為R0/2與-jR0/2串聯電路，這樣就可以看到圖3是星形電路，即Y型電路。圖4是三角形電路，即△型電路。它們相互是可以等效轉換的。它由轉換公式Y—△：

圖1

圖2

圖3

圖4

設圖2中并聯支路ADB與AD′B阻抗為Z，則

通過上述公式推導：圖1與圖2是等效的，如果我們從圖2的ADBD′圍成的網絡看進去，就可看成為并聯諧振網絡，所以，AB兩點之間阻抗無限大，可視為開路，因此可以證明在這種狀態下的兩部發射機彼此互不干涉，相互沒有任何影響。

2.4 并機網絡在實際中的應用

（1）發射臺要實現雙機并用，它的并機網絡就必須配備控制系統，使其實時控制該網絡的分與合，通過電動接點實現轉換（需要陶瓷開關真空實現網絡切換）。可以采用集成電路與繼電器相配合的方法，也可以完全使用繼電器實現切換控制。

（2）有條件的可以配備一套監視系統，用來實時監控并機網絡，對網絡中的各項指標進行記錄報警預告，當網絡中的主要指標越限報警，如平衡電流出現越限報警，可以實現自動切換網絡，送出報警，達到無人值守的程度。

（3）對于并機網絡的維護和調整，必要的儀器需要網絡分析儀、阻抗電橋等進行調試，網絡調配時務必要準確，調整網絡的虛部盡量最小，使其平衡網絡盡量達到并聯諧振，否則，兩部機器將互相干擾，無法實現并機工作。平衡網絡的功率彼此消耗，網絡元件將發熱，總輸出功率將小于兩部機器功率之和。

（4）關于如何選取并機網絡的元器件。

R0（平衡電阻）的選取：

a.當兩機功率相同，P1=P2時，則并機時輸出的電壓和相位也相同（即：Φ=0）這時平衡電阻無損耗PR0=0。

b.如 P1=P2若Φ=180°（=-1）兩機輸出相位相反，則全部功率卻將損耗在平衡電阻R0上。

c.若P1=10KW，P2=0時（即一號機工作）功率分配為PR0=1/2P1=5KW發射機輸出為5KW。

選R0的功率按第3項選取，即：PR0=5KW

設V2=0則VAB=V1那么R0上的電壓電流為：

本機最大調制能力為140%，那么140%時：

則：

考慮在R0上的功率要有冗余度，選2/3位置上工作：

采用甲釉膜電阻RY-50Ω-500W 32只并串，并串，再并串功率為16KW尚可。

電感L1和L2的選擇：

考慮留有充分的余量，建議選用Φ8的銅管線圈。

電容C1和C2的選擇：

C1，C2上的耐壓為：

考慮到安全因素電容工作電壓在2/3為宜

選用高頻高功率瓷介電容為宜。

電容C3的選擇：

M=140%時：

考慮到安全因素，電容工作電壓在2/3為宜，

采用高頻高功率陶瓷電容與高頻高功率可變電容并聯為宜。

結束語

中波發射臺由于各種媒體的增多，提升功率播出是優質播出的迫切需求，并機播出是提升功率的又一思路。并機網絡在中波廣播發射臺的應用愈來愈多，倍受好評，使用并機播出，電臺可以相對靈活地控制功率的覆蓋范圍，又彼此互為備機。當其中一臺機器發生故障時，可以通過彼此切換控制迅速實現單機工作和并機工作。確保堅持發射臺不間斷、高質量、既經濟、又安全的方針。從而大大降低了發射臺的停播率。因此，并機播出深受廣大電臺的歡迎和喜愛，本文就是為同行提供一個實現增加功率的新思路。