|
Сверхмощные...
| |
| 50KCB001 | Дата: Воскресенье, 26.06.2011, 23:21 | Сообщение # 1 |
 Генералиссимус
Группа: Администраторы
Сообщений: 7738
Статус: Offline
| История создания сверхмощных передатчиков.
Как все это было...
|
| |
| |
| kolychka | Дата: Понедельник, 27.06.2011, 00:49 | Сообщение # 2 |
 Генерал-лейтенант
Группа: Пользователи
Сообщений: 602
Статус: Offline
| Это история создания радиовещательных сверхмощных передатчиков.
Всех людей мало-мальски интересующихся радио, со временем начинает интересовать эта тема все больше и больше.
Статья большая и будет публиковаться частями.
В публикациях по истории отечественных радиовещательных станций и развитию передающих устройств подробно рассматривается период первой половины прошлого столетия и почти ничего нет о времени после Второй мировой войны.
Вместе с тем в 70-е - 80-е годы XX в. в СССР был создан комплекс сверхмощных1 радиовещательных станций КВ (ВЧ), СВ (СЧ) и ДВ (НЧ)-диапазонов, размещенных по всей территории страны, а мощности отечественных передатчиков КВ-диапазона во много крат превысили уровень, достигнутый в зарубежных странах.
История отечественных радиовещательных станций начинается с момента создания в 1922 г . под руководством М.А. Бонч-Бруевича в Москве, на улице Радио, первого лампового радиовещательного передатчика с амплитудной модуляцией мощностью 12 кВт. За короткий промежуток времени мощности радиовещательных станций достигли весьма больших величин. Так, под руководством А.Л. Минца уже в 1933 г . была создана ДВ радиовещательная станция мощностью 500 кВт, а в годы Второй мировой войны - аналогичная станция мощностью 1200 кВт. Столь высокий уровень мощности достигнут сложением мощности большого количества относительно маломощных блоков.
Реализация больших уровней мощностей в коротковолновом (КВ) диапазоне частот является задачей более трудной - методы сложения мощностей, используемые в ДВ и СВ-передатчиках, в КВ-диапазоне оказались труднореализуемыми. Тем не менее, к 50-м годам прошлого столетия был создан ряд КВ-передатчиков мощностью до 120 кВт.
Создание КВ-передатчиков большой мощности с целью обеспечения радиовещания на большие расстояния в годы так называемой холодной войны становится приоритетной задачей. Вдоль границ СССР, в Западной Европе, Африке, на Ближнем Востоке и в Юго-Восточной Азии, вплоть до Японии были построены радиовещательные центры западных радиовещательных корпораций. Поэтому строительство отечественных мощных КВ-радиостанций находилось под контролем руководства страны, данные о работах по их созданию в открытой печати не публиковались, а станции стали засекреченными.
Сообщение в открытой печати об отечественных радиовещательных станциях коротких волн мощностью 500-1000 кВт появилось лишь в 1975 г . в статье министра связи СССР В.А. Шамшина, посвященной 80-летию изобретения радио.
Однако сегодня история создания в нашем отечестве сверхмощных радиовещательных станций перестала быть секретной.
Строительство комплекса мощных радиовещательных станций Начало строительства мощных КВ-радиовещательных станций определено специальным постановлением правительства 1949 г . Во исполнение этого постановления совместными усилиями работников науки, промышленности, строительства и эксплуатации уже в начале 50-х годов были созданы коротковолновый радиовещательный передатчик типа "Боб" мощностью 500 кВт и уникальные узконаправленные антенные системы. На их основе построены мощные радиоцентры под Москвой и на юге Украины, способные осуществлять радиовещание на большие расстояния, в частности, на страны Северной и Южной Америки. Эти уникальные для своего времени КВ-радиостанции оставались долгие годы наиболее мощными радиостанциями КВ-диапазона.
В последующие годы продолжалась интенсивная планомерная работа по созданию на территории Советского Союза комплекса мощных радиовещательных станций, обеспечивающих радиовещание как внутри страны, так и на зарубеж.
|
| |
| |
| 50KCB001 | Дата: Понедельник, 27.06.2011, 07:51 | Сообщение # 3 |
|
Генералиссимус
Группа: Администраторы
Сообщений: 7738
Статус: Offline
| Основными исполнителями работ были специализированные предприятия союзных министерств связи и радиопромышленности. Специализированные предприятия связи осуществляли разработку и создание антенных систем, проектирование крупных радиовещательных станций, их строительство и эксплуатацию (НИИРадио, ГСПИ, трест "Радиострой", эксплуатационные радиопредприятия и др.). Предприятия радиопромышленности проводили разработку, изготовление и поставку передатчиков для строящихся радиостанций, а также так называемых комплектующих изделий - мощных генераторных ламп, вакуумных конденсаторов и др. (НПО им. Коминтерна, НПО "Светлана" и др.).
Новые высоконаправленные антенные системы для КВ радиовещательных станций по своим характеристикам превосходили уникальные антенные системы 50-х годов, о которых говорилось выше (разработки под руководством Г.З. Айзенберга и М.А. Шкуда). Созданные высоконаправленные СВ антенные системы позволили осуществлять радиовещание на другие страны не только в КВ-, но и в СВ-диапазоне. Информация по новым антеннам КВ- и СВ-диапазонов частично опубликована.
В 60-х годах для оснащения строящихся радиовещательных станций был разработан новый 500-киловаттный
КВ-передатчик "Боб-2" и его модификация - "ПКВ-500" (Ю.А. Нефедьев, Т.Г. Хвиливицкий, И.В. Шостак) применением мощного высокоэффективного генераторного триода ГУ-65А (О.К. Барышева). Одновременно был разработан ДВ- и СВ-передатчик типа "Буран" мощностью 500 кВт в одном блоке, при сложении мощностей двух блоков обеспечивающий мощность 1000 кВт. Модификация этого двухблочного передатчика той же мощности получила название ДСВ-1000. Следует отметить, что КВ-передатчиков мощностью 500 кВт было построено относительно немного - всего в стране к концу 60-х годов работало порядка 20 единиц, потребности были во много крат большими. Кроме внутрисоюзного радиовещания (восемь круглосуточных общесоюзных программ на русском языке и вещание на 67 национальных языках народов, населяющих Советский Союз) осуществлялось радиовещание на зарубежные страны на 70 языках народов мира и каждая языковая программа транслировалась одновременно несколькими передатчиками. Поэтому 500-киловаттные КВ-передатчики использовались в основном при радиовещании на весьма удаленные страны на трассах с двумя отражениями от ионосферы. На более коротких трассах, с одним отражением от ионосферы, попрежнему использовались КВ-передатчики меньшей мощности - "Снег" мощностью 50 кВт, "Гром" мощностью 100 кВт и другие аналогичного уровня мощности.
Таким образом, в результате строительства новых радиовещательных станций возросло их количество и качество оборудования. Однако уровни мощностей передатчиков, используемых при КВ-радиовещании на трассах с одним и двумя отражениями от ионосферы, к концу 60-х годов остались такими же, как и в начале 50-х годов. Аналогичная ситуация сложилась и в СВ - ДВ-диапазонах.
К концу 60-х годов в мировой практике создания передающих радиовещательных станций КВ-, СВ-и ДВ-диапазонов наблюдалась общая тенденция значительного, примерно на порядок, увеличения их мощности.
|
| |
| |
| 50KCB001 | Дата: Понедельник, 27.06.2011, 07:51 | Сообщение # 4 |
|
Генералиссимус
Группа: Администраторы
Сообщений: 7738
Статус: Offline
| Причина столь существенного роста мощностей радиовещательных станций и соответственно напряженности поля в местах приема радиовещания частично связана с ростом уровня помех. Основную же роль в этом процессе сыграло широкое распространение переносных транзисторных радиоприемников со встроенными малоэффективными антеннами. Нужно было увеличивать напряженность поля до уровня, превышающего порог чувствительности с учетом малоэффективной антенны, даже в тех случаях, когда отношение сигнал/помеха оставалось достаточно высоким.
Массовое использование переносных радиоприемников без увеличения мощности радиостанций привело в ДВ- и СВ-диапазонах к сужению территории уверенного приема с помощью таких приемников, а в КВ-диапазоне - к существенному сокращению времени приема радиовещательных сигналов. Специалисты КВ-радиосвязи знают, что на протяженных трассах, особенно западных и восточных направлений, сеанс двусторонней связи без увеличения мощности может быть весьма кратковременным, аналогичные процессы свойственны и радиовещанию в КВ-диапазоне.
В этих условиях радиовещательные станции других стран, вещавшие на Советский Союз, стали тоже использовать КВ-передатчики мощностью 500 кВт3. Однако это отнюдь не означало равно действия сторон.
Дело в том, что радиовещание других стран на Советский Союз ("Голос Америки", "Свободная Европа", "Свобода", "Би-Би-Си", "Немецкая волна" и др.) осуществлялось с радиостанций, размещенных на относительно близких расстояниях, обеспечивающих прохождение КВ-радиоволн с одним отражением от ионосферы. Поэтому при применении на этих зарубежных радиостанциях КВ-передатчиков мощностью 500 кВт напряженность поля в центральной части нашей страны стала достигать сотен мкВ/м - необходимого уровня для приема переносными приемниками. Вместе с тем радиовещание с территории Советского Союза на удаленные страны требовало двух отражений от ионосферы, что приводило, как известно, при прочих равных условиях к дополнительным потерям сигнала на минус 6-10 дБ и, следовательно, требовало увеличения мощности передатчика в 4-10 раз по сравнению со случаем одного отражения от ионосферы.
Специалисты и руководство Министерства связи правильно оценивали сложившуюся ситуацию и необходимость увеличения мощностей. Своевременно была заказана разработка радиовещательных КВ-передатчиков мощностью 2000-4000 кВт4.
Однако серьезные научно-технические проблемы возникли уже на стадии создания комплектующих изделий. Разработка передатчиков требуемой мощности предприятиями промышленности средств связи приостановилась.
Решение задачи взяло на себя Министерство связи.
Для этого были объективные предпосылки. В отрасли связи уделялось много внимания подготовке кадров. Была создана сеть вузов связи, кафедры передающих устройств которых готовили специалистов со знанием специфики мощных передающих устройств. Работая на эксплуатационных радиопредприятиях, они совершенствовали свою квалификацию, участвуя в ремонте и модернизации оборудования, в регулировочных работах по вводу в эксплуатацию новых передатчиков.
Важным фактором являлось также то обстоятельство, что многие руководящие посты в отрасли занимали известные ученые и специалисты, хорошо знающие проблемы радиовещания. Так, министром связи СССР в тот период был известный своими научными работами в области радиосвязи и радиовещания, лауреат Ленинской премии В.А. Шамшин. Главное управление космической и радиосвязи министерства возглавлял крупный специалист в области радиовещания и радиопередающих устройств И.И. Домбровский, его заместителем по строительству был многоопытный специалист по сооружению и эксплуатации мощных радиостанций А.В. Иванов. Руководителями эксплуатационных радиопредприятий назначались, как правило, специалисты высокой квалификации в области радиопередающих устройств.
|
| |
| |
| 50KCB001 | Дата: Понедельник, 27.06.2011, 07:52 | Сообщение # 5 |
|
Генералиссимус
Группа: Администраторы
Сообщений: 7738
Статус: Offline
| По общепринятой градации мощностей сверхмощными считаются передатчики (радиостанции) мощностью 1000 кВт (1,0 МВт) и более.
По данным Копенгагенского (1948 г.) плана распределения частот мощность СВ-передатчиков не превышала 150 кВт, мощность ДВ-передатчиков ограничивалась уровнем 200 кВт. По данным Женевского (1975 г.) плана частотных присвоений в тех же диапазонах разрешена работа радиовещательных станций мощностью 1000-2000 кВт.
По информации 1986 г. радиовещательные КВ-передатчики мощностью 500 кВт использовались в 17 зарубежных странах.
Уровень мощности 2000 кВт предназначался для КВ-радиовещания в южных направлениях с двумя отражениями от ионосферы. где оба отражения происходят в одинаковых или близких временных поясах. Уровень мощности 4000 кВт был предназначен для западных и восточных направлений с двумя отражениями от ионосферы, где особо неблагоприятные условия прохождения КВ-радиоволн, так как второе отражение происходит в другом временном поясе с существенно отличающимся уровнем ионизации ионосферы.
Умощнение действующих радиовещательных станций. Созданию сверхмощных радиовещательных КВ-передатчиков предшествовали работы по умощнению СВ и ДВ радиовещательных передатчиков "Буран", начавшиеся по инициативе специалистов эксплуатационных радиопредприятий.
В процессе умощнения происходила модернизация оборудования, и на производственных площадях каждого 500-киловаттного блока передатчика "Буран" создавался сверхмощный радиовещательный передатчик СВ или ДВ диапазона с улучшенными характеристиками удвоенной мощности. В случаях двухблочного построения удваивалось количество СВ и ДВ передатчиков мощностью 1000 кВт каждый.
В умощнении СВ-ДВ-передатчиков особых успехов достигло Ленинградское (ныне С.-Петербургское) эксплуатационное радиопредприятие (под руководством П.П. Галюка). Его специалисты одними из первых в 1968 г . увеличили мощность передатчика "Буран" до 1000 кВт в одном блоке. В 1975 г . группа специалистов этого предприятия, возглавляемая М.В. Сергеевым, разработала на базе передатчика "Буран" радиовещательный СВ и ДВ передатчик мощностью 2000 кВт в одном блоке с применением бигармонического режима и пароиспарительной системы охлаждения анодов ламп, что в два раза превышало уровень мощности в одном блоке передатчика ПСВ-2000, разработанного в то же время в НПО им. Коминтерна.
Следует отметить, что умощнение передатчика с достижением сверхвысоких уровней мощности является сложной научно-технической задачей, так как при этом, как правило, возникают серьезные проблемы во всех системах, становятся наукоемкими любые вопросы построения сверхмощной радиостанции.
Например, даже в такой простой, не зависящей от диапазона частот и хорошо отработанной системе, как двухконтурное водяное охлаждение анодов ламп, с ростом мощности появились труднопреодолимые проблемы, потребовавшие многочисленных исследований с привлечением ВНИИ ВОДГЕО. В результате удалось значительно ослабить агрессивность дистиллированной охлаждающей воды путем применения ионообменной ее очистки (Б.А Москвитин, А.Д. Авферонок). Вторым важным шагом явился переход на систему водо-воздушного охлаждения, в которой вместо внешнего водяного контура охлаждения, подверженного серьезным процессам карбонатных отложений, применена высокоэффективная установка воздушного охлаждения жидкостей, разработанная для химической промышленности (Л.Д. Лебедев, Л.М. Логинов).
Пути решения научно-технических проблем, возникающих с ростом мощности передатчиков, частично освещены.
Работы по умощнению выполнялись, в основном, силами эксплуатационных предприятий и требовали значительно меньших капиталовложений, чем при новом строительстве. В результате улучшалось качество приема радиовещания, расширялись зоны покрытия, увеличивалось количество радиовещательных станций. Существенно улучшались экономические показатели этих предприятий, возрастали доходы, прибыль, производительность труда, рентабельность.
Успехи эксплуатационных предприятий по созданию сверхмощных СВ-ДВ-передатчиков позволили руководству Министерства связи СССР поставить задачу по разработке своими силами 1000- и 2000-киловаттных КВ-передатчиков на базе 500-киловаттного радиовещательного передатчика "Боб-2" (ПКВ-500). Сложность решаемых задач потребовала создания для этих целей специализированного подразделения, укомплектованного высококвалифицированными специалистами.
|
| |
| |
| 50KCB001 | Дата: Понедельник, 27.06.2011, 07:52 | Сообщение # 6 |
|
Генералиссимус
Группа: Администраторы
Сообщений: 7738
Статус: Offline
| Специализированнное подразделение по разработке сверхмощных радиовещательных передатчиков –Группа умощнения В 1970 г . при Московском эксплуатационном радиопредприятии по решению Министерства связи СССР было создано специализированное подразделение, названное Группой умощнения. Первоначально планировалось силами специалистов этого подразделения обобщить опыт предприятий отрасли по умощнению радиопередающих устройств, обеспечить разработку документации в объеме, позволяющем осуществлять умощнение радиовещательных станций на предприятиях отрасли по типовым проектам с привлечением специализированных проектных и строительных организаций. Однако кроме названного объема работ главной задачей Группы умощнения стало создание образцов сверхмощных радиовещательных передатчиков.
Специалисты Группы умощнения (И.И. Шнитман, Г.С. Горшков, Е.И. Буряк и др.) внесли существенный вклад в развитие радиопередающих устройств.
Первой крупной работой явилась разработка в 1971-1972 гг. радиовещательного КВ-передатчика мощностью 1000 кВт, в два раза превысившего по мощности уровень, достигнутый в отечественной и зарубежной практике создания КВ-радиопередающих устройств. Затем в 1974-1976 гг. был создан уникальный по своим характеристикам сверхмощный радиовещательный КВ-передатчик "Кондор-1", мощностью 2000 кВт.
Впоследствии силами Группы умощнения осуществлена большая исследовательская и опытно-конструкторская работы по подготовке к разработке одно-тактных сверхмощных радиовещательных КВ-передатчиков нового поколения, завершившаяся совместным (с НПО им. Коминтерна и НПО "Светлана") созданием 1000-киловатного однотактного КВ-передатчика "Гриф".
Кроме сверхмощных КВ-передатчиков разработан ряд типовых проектов по умощнению СВ-ДВ-передатчиков "Бор" ("Борей"), "Буран", внедрявшихся на предприятиях отрасли с привлечением специализированных проектных и строительных организаций. Максимальная мощность, достигнутая в одном блоке этого диапазона, - 2500 кВт (радиовещательная ДВ-станция РВ-99, введенная в эксплуатацию в 1984 г. ).
В 1971-1988 гг. научно-техническое и организационное руководство работами по созданию сверхмощных передающих устройств осуществлял автор настоящей статьи.
История создания радиовещательного КВ-передатчика мощностью 1000 кВт Техническое задание на разработку 1000-киловаттного радиовещательного КВ-передатчика, названного впоследствии ПКВ-1000, было утверждено в августе 1971 г . Одним из его требований являлось обеспечение возможности внедрения разработки на типовых 500-киловаттных КВ-передатчиках ПКВ-500 и "Боб-2", что позволило бы удвоить мощности действующих КВ-радиостанций.
Поэтому технические решения по созданию передатчика ПКВ-1000 принимались с учетом конструкции передатчика ПКВ-500. Количество ламп в выходном в.ч. каскаде было удвоено, а устойчивости его работы способствовало применение гальванического заземления управляющей сетки ламп.
|
| |
| |
| 50KCB001 | Дата: Понедельник, 27.06.2011, 07:53 | Сообщение # 7 |
|
Генералиссимус
Группа: Администраторы
Сообщений: 7738
Статус: Offline
| За основу конструкции выходной контурной системы (ВКС) передатчика ПКВ-1000 взяты конструктивные принципы построения ВКС передатчика ПКВ-500. Однако традиционный способ регулировки связи оказался при уровне мощности 1000 кВт неработоспособным. Впервые применен способ регулировки связи с нагрузкой с помощью П-контура. Принятию такого решения предшествовали теоретические и экспериментальные исследования.
Экспериментальные исследования были проведены на передатчике "Боб-2" Львовского радиоцентра в декабре 1971 г . Активное участие в экспериментах принимали специалисты этого радиоцентра (Э.С. Вахлиовский и др.). В экспериментально созданных условиях, эквивалентных режиму 1000 кВт, были апробированы принятые технические решения по способу регулировки связи, уточнены конструкция и параметры ВКС, методика настройки такой системы.
Было принято решение построить передатчик ПКВ-1000 в Талдомском радиоцентре Московского эксплуатационного радиопредприятия - объекте, созданном в 50-е годы для радиовещания на большие расстояния, где сложился коллектив опытных специалистов, многие годы работавших с большими мощностями в КВ-диапазоне.
Интересно отметить, что воплощение в жизнь первого в истории радиостроения 1000-киловаттного КВ-передатчика осуществлялось в том же техническом здании и на том же месте, где 20 лет назад создавался первый 500-киловаттный КВ-передатчик.
При реализации передатчика ПКВ-1000 планировалось использовать производственные площади и часть оборудования от существующего 500-киловаттного КВ-передатчика "Боб". Потребовалось установить на передатчике "Боб" выходной каскад и ВКС от передатчика ПКВ-500, предварительно видоизменив их по чертежам, разработанным для нового уровня мощности. Такой подход к решению задачи в конечном счете после успешного завершения разработки позволил осуществить внедрение ее на всех модификациях отечественных 500-киловаттных радиовещательных КВ-передатчиков: "Боб", "Боб-2" и ПКВ-500.
Осуществление проекта началось весной 1972 г . В относительно короткий срок силами специалистов радио-центра (под руководством Е.А. Иванова, А.Г. Чертенкова) был выполнен большой объем строительно-монтажных работ. Одновременно были умощнены уникальные антенные системы до вмещаемой мощности 1000 кВт (И.И. Рыжов).
Регулировочные работы начались в мае 1972 г . и продолжались в интенсивном режиме в течение шести месяцев. Особое внимание было уделено повышению надежности работы столь мощного КВ-передатчика. Шаг за шагом выявлялись, исследовались и устранялись причины, осложняющие работу.
|
| |
| |
| 50KCB001 | Дата: Понедельник, 27.06.2011, 07:53 | Сообщение # 8 |
|
Генералиссимус
Группа: Администраторы
Сообщений: 7738
Статус: Offline
| Высокая надежность созданного передатчика ПКВ-1000 и соответствие всех его параметров требованиям технического задания на разработку подтвердили испытания, проведенные в ноябре 1972 г . государственной приемочной комиссией под председательством И.И. Домбровского. Испытания были весьма жесткими. Так, во время суточного прогона, который обычно проводится при модуляции реальным радиовещательным сигналом, значительную часть времени испытания проводились в режиме непрерывной 100% -ной амплитудной модуляции тоном, при котором оборудование находилось в максимальном энергетическом и тепловом режиме. Передатчик был принят в качестве образца и нашел широкое внедрение на других предприятиях отрасли.
При внедрении проект умощнения радиостанции выпускался специализированным проектным институтом на основе документации разработчиков - Группы умощенения. Как правило, строительно-монтажные и регулировочные работы выполнялись трестом "Радиострой" совместно с эксплуатационными радиопредприятиями.
Разработку новых КВ-антенно-фидерных систем на вмещаемую мощность 1000 кВт (а впоследствии и 2000 кВт), поиск решений по умощнению до названных уровней мощности ранее построенных 500-киловаттных КВ антенно-фидерных устройств осуществлял коллектив ученых (под руководством В.Д. Кузнецова, СП. Белоу-сова) НИИРадио совместно со специалистами проектного института ГСПИ. В ряду успешных разработок этого периода следует отметить поворотную КВ-антенную систему мощностью 1000 кВт, введенную в эксплуатацию на Григориопольском объекте, позволяющую оперативно менять азимут излучения в горизонтальной плоскости в пределах 360°.
Следует отметить, что в период строительства на Талдомском радиоцентре передатчика ПКВ-1000 проводились опытные работы по увеличению до 1000 кВт мощности КВ-передатчика "Боб-2" на Кубанском эксплуатационном радиопредприятии коллективом специалистов, возглавляемым М.Я. Барышевым. Удалось достигнуть мощности модулируемого выходного каскада, близкой к требуемой в ограниченном диапазоне частот. При этом ВКС была отключена, а регулировка связи с нагрузкой осуществлялась изменением согласования с антенной. Вместе с тем этот эксперимент был полезным, он дал возможность уточнить ряд аспектов построения выходного каскада. В дальнейшем передатчик реконструировали по чертежам ПКВ-1000.
Важную роль в создании сверхмощных КВ-передатчиков сыграл коллектив работников Радиоцентра.
Иркутского эксплуатационного радиопредприятия, расположенного вблизи г. Ангарска Иркутской области. Сразу же после принятия опытного образца передатчика ПКВ-1000 специалисты ангарского объекта, оценив полученные результаты, своими силами осуществили реконструкцию передатчика "Боб-2", удвоив его мощность (под руководством Л.М. Логинова и А.С. Батюшкина - впоследствии заместителя министра связи РФ). Это было первое повторение образца по чертежам разработчиков. Работы выполнялись качественно и в точном соответствии с чертежами, так что на настройку передатчика потребовалось всего 10 дней. При этом в.ч. тракт был введен в эксплуатацию без каких-либо изменений. Квалификация специалистов, производственные возможности объекта, энтузиазм и организаторские способности его руководителя Л.М. Логинова сделали впоследствии Ангарский радиоцентр местом создания опытного образца КВ-передатчика мощностью 2000 кВт "Кондор-1" и ряда других разработок Группы умощнения.
|
| |
| |
| 50KCB001 | Дата: Понедельник, 27.06.2011, 07:54 | Сообщение # 9 |
|
Генералиссимус
Группа: Администраторы
Сообщений: 7738
Статус: Offline
| Умощнение - это увеличение мощности действующей радиостанции (передатчика) путем реконструкции, модернизации существующего оборудования или его замены на более мощное.
История создания сверхмощного радиовещательного КВ-передатчика "Кондор-1" мощностью 2000 кВтК середине 1974 г . стало очевидно, что разработка передатчиков мощностью 2000-4000 кВт специализированными предприятиями промышленности средств связи отодвигается на многие годы из-за серьезного отставания в разработке заказанных для этих целей комплектующих изделий.
В связи с этим в августе 1974 г . Министерством связи СССР была поставлена задача по созданию таких сверхмощных передатчиков своими силами с использованием отечественных комплектующих изделий, разработанных для передатчиков меньшей мощности. В относительно короткий срок надлежало разработать радиовещательный КВ-передатчик мощностью 2000 кВт, оперативно перестраиваемый в диапазоне частот 5,8-22 МГц. Передатчик был назван "Кондор-1".
Реализация такой задачи казалась вначале маловероятной в первую очередь из-за отсутствия генераторных ламп нужной мощности.
За плечами был нелегкий путь создания передатчика ПКВ-1000, который показывал, что дальнейшее увеличение количества ламп типа ГУ-65А в выходном КВ-каскаде нереализуемо, а более мощных приборов, пригодных для этих целей, не было.
Стало очевидно, что разработка передатчика "Кондор-1" зависит от возможности получения от одной лампы ГУ-65А мощности 500 кВт при амплитудной ее модуляции - уровне, допустимом лишь в телеграфном (без модуляции) режиме этого прибора. Таким образом, необходимо было увеличить среднюю мощность лампы в 1,5 раза.
Проведенные исследования показали возможность и пути решения этой проблемы. Были разработаны специальные условия работы ламп в форсированном режиме, снижающие мощность, рассеиваемую на ее управляющей сетке - наиболее слабом элементе в конструкции триода ГУ-65А.
Учитывая принципиальную важность вопроса надежной работы ламп в форсированном режиме, результаты теоретической проработки были проверены экспериментально в Талдомском радиоцентре на передатчике ПКВ-1000 при применении в его выходном каскаде двух ламп (вместо четырех). Экспериментальные исследования и длительная опытная эксплуатация подтвердили результативность принятых мер по снижению нагрева управляющей сетки, позволили оптимизировать параметры форсированного режима и определить продолжительность работы ламп в таком режиме. Срок службы ламп оказался приемлемым - примерно 2500 ч1. Положительные результаты эксперимента позволили приступить к разработке схемы и конструкции передатчика "Кондор-1".
Основные особенности построения передатчика "Кондор-1" изложены в книгах.
Потребовалась разработка принципов построения и методики расчета сверхмощных ВКС. Была разработана также методика расчета относительного уровня гармоник на выходе передатчика, основанная на оценке коэффициентов трансформации активной составляющей сопротивления для первой и высших гармоник в.ч. сигнала отдельными звеньями схемы. Это повысило результативность принимаемых решений и позволило осуществлять расчеты с достаточной для практических целей точностью.
|
| |
| |
| 50KCB001 | Дата: Понедельник, 27.06.2011, 07:55 | Сообщение # 10 |
|
Генералиссимус
Группа: Администраторы
Сообщений: 7738
Статус: Offline
| Выходной каскад построили, как и в ПКВ-1000, по двухтактной схеме на четырех генераторных триодах ГУ-65А (ГУ-88А). Однако при этом была усилена интенсивность водяного охлаждения анодов этих ламп. В выходном и предоконечном каскадах применены схемы с гальваническим заземлением управляющей сетки. Осуществлены меры по уходу от резонансных явлений на гармониках. Существенно улучшена система защиты лампы выходного каскада благодаря применению принципиально новой высокочувствительной схемы, реагирующей на сам факт пробоя.
В передатчике "Кондор-1" по сравнению с передатчиком ПКВ-1000 потребовалось усилить фильтрующие свойства ВКС. Применена трехконтурная ВКС, третий П-контур выполняет функции согласования с антенным фидером. В результате этого и ряда других мер мощность гармоник на выходе такого сверхмощного передатчика не превышала 50 мВт (относительный уровень <76 дБ).
Модулятор передатчика "Кондор-1", по существу, является сверхмощным широкополосным усилителем низкой частоты с выходной мощностью порядка 1,8 МВт. Лампы выходного каскада модулятора при таком уровне мощности работают с сеточными токами, достигающими в импульсе при 100%-ной модуляции величины порядка 100 А, а его входное сопротивление становится ниже остаточного сопротивления цепей возбуждения. В этих условиях традиционное построение схемы подмодулятора (предоконечного каскада модулятора) с низким выходным сопротивлением уже не может обеспечить неискаженную форму напряжения возбуждения модулятора. Кроме того, такой подмодулятор, работающий в режиме АВ, потреблял бы сотни киловатт электроэнергии даже при отсутствии модуляции (в паузах).
В модуляционном устройстве передатчика "Кондор-1" применена принципиально новая схема подмодулятора - с переменным выходным сопротивлением, обеспечившая высокие качественные показатели. В новом подмодуляторе лампы работают в режиме С, а угол отсечки импульса анодного тока автоматически поддерживается равным углу отсечки импульса сеточного тока ламп модулятора. В паузах и при малых уровнях модуляции (до появления сеточных токов в модуляторе) он не потребляет электроэнергию (кроме накала ламп).
Впервые было найдено эффективное решение проблемы отрицательного влияния резонансных явлений на силлабических частотах на качество звучания передаваемой звуковой вещательной программы. Названная проблема не нашла достаточного отражения в литературе, не были разработаны методы оценки этого явления. В цепях питания н.ч. тракта, где величина потребляемого тока зависит от глубины модуляции, могут возникать значительные колебания питающих напряжений под воздействием токов силлабических частот (диапазон примерно 0-25 Гц), определяемых огибающей модулирующего звукового сигнала. При этом в процессе передачи звуковой программы (в динамическом режиме) нарушается установленный режим работы ламп модулятора -происходит кратковременный переход в перенапряженный режим, или (и) режим С, что вызывает большие искажения звукового сигнала.
|
| |
| |
| 50KCB001 | Дата: Понедельник, 27.06.2011, 07:55 | Сообщение # 11 |
|
Генералиссимус
Группа: Администраторы
Сообщений: 7738
Статус: Offline
| Вместе с тем указанные искажения, замечаемые на слух в динамическом режиме, не фиксируются обычными методами измерения качественных показателей АМ-передатчиков. При разработке передатчика "Кондор-1" применен метод оценки влияния силлабических частот с помощью испытательного двухтонового сигнала с разницей частот, меняемой в пределах 0-25 Гц. Выявляемые таким методом искажения огибающей испытательного сигнала на выходе модулятора свидетельствуют об ухудшении качества звучания в динамическом режиме.
Обычно некоторое ослабление искажений, вызываемых резонансными явлениями на силлабических частотах, на передатчиках меньшей мощности достигалось уменьшением коэффициента использования анодного напряжения в модуляторе (что снижало его КПД) и применением на выходе выпрямителей резистивных шунтов, уменьшающих интенсивность резонансных явлений (что тоже снижало КПД). При уровне мощности передатчика "Кондор-1" такие решения оказались неэффективными.
Для решения проблемы в конечном счете потребовалось, изменив подходы к выбору параметров фильтров выпрямителя анодного питания и выпрямителя сеточного смещения ламп модулятора, применить простые, но эффективные меры. Резонансная частота фильтра анодного питания модулятора выбрана равной 35 Гц - посредине между силлабическими и модулирующими частотами (вместо 12-16 Гц, применяемых ранее). Одновременно в цепях выпрямителя сеточного смещения была исключена возможность возникновения резонансных явлений применением емкостной нагрузки (вместо L С-фильтра). В результате искажения, вызываемые резонансными явлениями на силлабических частотах, на передатчике "Кондор-1" были устранены полностью без снижения КПД.
Фрагмент выходной контурной системы КВ-передатчика "Кондор- 1" мощностью 2000 кВт
С ростом мощности возрастают вероятность возникновения так называемых факелообразований в цепях канализации больших уровней в.ч. энергии и серьезность последствий этого явления, характерного для сверхмощных КВ-цепей. Внешне такое явление имеет вид вертикального факела раскаленных газов, возникающего на поверхности высокопотенциальных конструкций антенного фидера или цепей внутри передатчика. Оно провоцируется наличием заострений и другими факторами, способствующими ионизации газов воздуха, возникает при касании поверхностей насекомыми, опавшими листьями деревьев и пр. Возникнув, такой факел может под воздействием потоков воздуха перемещаться вдоль поверхности до места, где происходит тепловое повреждение деталей или короткое замыкание.
Впервые на передатчике "Кондор-1" создана система быстродействующей защиты антенного фидера от факелообразований. Традиционные устройства фидерной защиты реагируют на его рассогласование и не защищают от факелообразований, так как возникновение факела обычно не вызывает в первоначальный момент больших рассогласований, а в ряде случаев может даже несколько улучшить согласование. Новая защита основана на фиксации самого факта изменения согласования антенного фидера по отношению к предыдущему его состоянию. Она оказалась весьма результативной.
|
| |
| |
| 50KCB001 | Дата: Понедельник, 27.06.2011, 07:56 | Сообщение # 12 |
|
Генералиссимус
Группа: Администраторы
Сообщений: 7738
Статус: Offline
| Для уменьшения вероятности возникновения факелообразований конструкция типового четырехпроводного симметричного антенного фидера усовершенствована, уменьшена неравномерность плотности зарядов по периметру его сечения и этим увеличена электрическая прочность.
Впоследствии для передатчика "Кондор-1" был разработан и построен более надежный симметричный антенный фидер бикоаксиальный конструкции. В основу положены результаты исследований, выполненных по инициативе В.И. Селеманова на Кубанском эксплуатационном радиопредприятии. Для этого был построен экспериментальный однотактный КВ антенный фидер коаксиальной проволочной конструкции, а симметричный выход передатчика ПКВ-1000 переведен в однотактный с помощью устройства, аналогичного описываемому в статьях.
Приняты меры к защите от факелообразований и пробоев внутри передатчика и предупреждению их возникновения. Введена фотозащита, реагирующая на вспышку света. Конструкция высокопотенциальных элементов выполнялась сглаженной, без острых кромок, с использованием в необходимых случаях защитных колец. Все эти решения обеспечили надежную работу передатчика.
На фотографии показан фрагмент ВКС, где можно увидеть некоторые из таких мер.
Проект реализован в Ангарском радиоцентре с использованием части оборудования и производственных площадей 1000-киловаттной радиостанции РВ-713. Строительно-монтажные работы были выполнены силами коллектива этого радиоцентра.
В апреле 1976 г . начались регулировочные работы. Процесс доведения опытного образца передатчика "Кондор-1" до требований технического задания, обеспечения надежной и качественной его эксплуатации при выходной мощности 2000 кВт продолжался в течение девяти месяцев. Работы велись в две смены.
|
| |
| |
| kolychka | Дата: Понедельник, 27.06.2011, 16:44 | Сообщение # 13 |
|
Генерал-лейтенант
Группа: Пользователи
Сообщений: 602
Статус: Offline
| Вся эта трудная и весьма интересная работа могла служить наглядным пособием
для изучения закона диалектики перехода количества в качество.
В процессе доработки оборудования уровень выходной мощности увеличивали постепенно, начиная от изученного значения 1,0 МВт. И каждая более высокая ступень осваиваемой мощности сопровождалась выявлением новых серьезных проблем.
В качестве примера можно привести разрушительное воздействие переходных процессов в относительно простых по электрической схеме цепях питания сверхмощного передатчика. Меры по ограничению переходных процессов, достаточные для передатчика ПКВ-1000, были изначально введены в схему питания передатчика "Кондор-1". Однако их оказалось недостаточно - при новом уровне мощности пробои сопровождались серьезными разрушениями радиоламп и деталей. Проведенные исследования и методы испытаний с имитацией пробоев при реальных величинах токов и напряжений и с осциллографированием переходных процессов позволили решить проблему. Впервые было осуществлено эффективное демпфирование переходных процессов в столь мощном оборудовании без дополнительных потерь энергии, обеспечившее безаварийную работу передатчика "Кондор-1". С ростом мощности усугубились проблемы, вызываемые так называемой синфазной волной в симметричном антенном фидере двухтактного КВ-передатчика. Суть проблемы заключается в том, что из-за остаточной асимметрии цепей передатчика, фидерного тракта и симметричной антенны всегда присутствует некая величина синфазной составляющей сигнала - синфазная волна. Вместе с тем синфазная волна не имеет активной нагрузки, и по этой причине в фидерном тракте возникают интенсивные резонансные явления. На резонансных частотах имеет место своего рода положительная обратная связь по синфазной волне - резонанс вызывает повышенную асимметрию нагрузки для передатчика, что, в свою очередь, приводит к увеличению уровня синфазной волны на его выходе. Для передатчика ПКВ-1000 такие резонансные явления вызывали серьезные затруднения, при мощности 2000 кВт система передатчик-фидер на частотах, совпадающих с резонансной, становилась неработоспособной.
Сообщение отредактировал kolychka - Понедельник, 27.06.2011, 16:23 |
| |
| |
| kolychka | Дата: Вторник, 28.06.2011, 00:36 | Сообщение # 14 |
|
Генерал-лейтенант
Группа: Пользователи
Сообщений: 602
Статус: Offline
| Для читателей, не работавших с большими уровнями мощностей, хочу привести в качестве иллюстрации факт из личного опыта.
В период настройки опытного образца передатчика ПКВ-1000 в Талдомском радиоцентре при работе на частоте, близкой к резонансной для синфазной волны, однажды возникла высокочастотная дуга в месте плохого контакта в металлоконструкции, размещенной на кирпичной стене и заземляющей внешнюю оболочку экрана бикоаксиального фидера передатчика на выходе из здания. В короткий срок на полу помещения образовалась большая лужа из расплавленного кирпича, стекавшего по стене от места горения дуги, хотя при этом происшествии режим передатчика и отдаваемая мощность практически не изменились - относительная величина отвлеченной в.ч. энергии была для передатчика несущественной. Решение проблемы синфазной волны потребовало совместных усилий специалистов по радиопередающим и по антенно-фидерным устройствам. Проводились многочисленные исследования и эксперименты. Большую исследовательскую работу провели Г.А. Клигер, Р.Ф. Гуревич, В.И. Комиссаров. В итоге проблема была решена устранением упоминаемой выше положительной обратной связи по синфазной волне. Разработанное для этих целей специальное развязывающее устройство по синфазной волне было апробировано на опытном образце передатчика "Кондор-1" и затем нашло применение на ряде передатчиков меньшей мощности (ПКВ-1000, ПКВ-250 и др.). В конечном счете для передатчика "Кондор-1" разработано принципиально новое согласующе-симметрирующее устройство, объединившее функции развязки по синфазной волне и согласования по противофазной волне. При поиске решений потребовалось внести многократные изменения в схему и конструкцию передатчика. Вся работа по изготовлению и монтажу уточняемых схемных и конструктивных решений выполнялась специалистами Ангарского радиоцентра под руководством В.Г. Грушунова быстро и качественно. Ведущие специалисты радиоцентра принимали непосредственное участие и в регулировочных работах (В.Г. Грушунов и др.). Работы в Ангарском радиоцентре по умощнению до 2000 кВт антенно-фидерных устройств осуществлялись под руководством А.Г. Проничева. Важную роль в достижении положительного результата всех работ сыграли организаторские способности руководителя радио-центра Л.М. Логинова.
Накопленный к тому времени опыт внедрения ПКВ-1000 показал, что осуществление сверхмощных передатчиков КВ-диапазона требует обеспечения высокой повторяемости конструктивных и схемных решений, точности изготовления узлов и деталей. Все имевшие место случаи снижения надежности или ухудшения параметров передатчика ПКВ-1000 были связаны с допущенными отклонениями и устранялись восстановлением конструкции или параметров схемы по чертежам разработчиков. Еще более важным было обеспечение высокой повторяемости при изготовлении передатчиков "Кондор-1".
Для решения этой задачи в 1976 г . была достигнута межведомственная договоренность об организации производства передатчика "Кондор-1" после завершения его разработки на специализированном заводе промышленности средств связи.
Поэтому на заключительном этапе регулировочные работы на передатчике осуществлялись совместно со специалистами НПО им. Коминтерна (Т.Г. Хвиливицкий и др.). В зале возле передатчика стояли чертежные кульманы, за которыми работали специалисты конструкторского подразделения этого научно-производственного объединения, разрабатывая необходимую для промышленного производства конструкторскую документацию по фактическому исполнению опытного образца передатчика "Кондор-1".
Сообщение отредактировал kolychka - Вторник, 28.06.2011, 00:36 |
| |
| |
| kolychka | Дата: Вторник, 28.06.2011, 01:13 | Сообщение # 15 |
|
Генерал-лейтенант
Группа: Пользователи
Сообщений: 602
Статус: Offline
| Сверхмощный радиовещательный КВ-передатчик "Кондор-1" радиостанции РВ-713,
введен в эксплуатацию в 1976 г., диапазон частот 5,8-22 МГц, мощность 2000 кВт
В тот же период активную работу проводили специалисты НПО "Светлана" (под руководством И. С. Либмана), помогая созданию передатчика "Кондор-1". Разработанный ранее триод ГУ-65А имел стеклянный баллон. Спаи стекла с металлом на верхних частотах КВ-диапазона из-за высоких удельных потерь перегревались. Временное решение этой проблемы было найдено разработчиками передатчика применением специальных эластичных радиаторов, устанавливаемых на спаи с использованием теплопроводной пасты. Специалисты НПО "Светлана" эффективно и в короткий срок решили эту проблему, заменив стеклянный баллон на керамический без изменения других элементов и характеристик лампы. Так появилась модификация триода ГУ-65А, названная ГУ-88А, позволившая расширить верхнюю границу рабочих частот.
Велась интенсивная работа, направленная на уменьшение уровня внутриламповой генерации, возникающей в этих лампах на частоте собственного кольцевого резонанса (порядка 600 МГц). Из-за этого снижалась электрическая прочность ламп, сокращался срок их службы.
В результате исследований, проведенных совместными усилиями всех участников работ, была установлена прямая зависимость интенсивности внутриламповой генерации от эмиссионных свойств управляющей сетки3. Велись поиски путей снижения эмиссионных свойств сетки. Экспериментальные образцы ламп ГУ-88А с применением нового сеточного антиэмиссионного покрытия (карбид циркония плюс платина), а также с сетками из пиролитического графита испытывались на опытном образце передатчика.
|
| |
| |
|
