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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Luftkühlsysteme für Generatorlampen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Zivile Funkkommunikation Beim Bau eines kompakten Leistungsverstärkers (PA) für einen Radiosender gibt es keine Alternative zum Ausblasen von Lampen. Dies wird auch durch die ausländische Praxis bestätigt, da in den meisten modernen Markenverstärkern Röhren zum Einsatz kommen. Eines der wichtigen Strukturelemente des Verstärkers kann als Lampenkühlsystem bezeichnet werden. Über den Aufbau solcher Systeme gibt es in der Fachliteratur praktisch keine Informationen, und dies ist wohl der größte „weiße Fleck“ in der „Verstärkerindustrie“. Mittlerweile sind diese Informationen wichtig, da die Auslegung der PA von der Auslegung des Kühlsystems abhängt und im Falle einer Fehlentscheidung eine aufwändige Nacharbeit erforderlich ist. Das Kühlsystem muss sofort in Ordnung gebracht werden. Der vorgeschlagene Artikel präsentiert praktische Begründungen für die Entwurfsparameter luftgekühlter Systeme für Generatorlampen. Auswahl von Bewertungsparametern zur Prüfung von Kühlsystemen und Messtechnik Im Pass leistungsstarker Generatorlampen gibt der Hersteller die Kühlbedingungen und die maximal zulässige Temperatur seiner Strukturelemente an [1]. Daher ist die maximale Temperatur des Anodenkühlkörpers \a max- Die Kühlung der Lampe hängt von der Luftzufuhr (Verbrauch) des Lüfters ab [1]. Daher muss der Luftweg des Verstärkers für eine möglichst effiziente Nutzung des Luftstroms einen minimalen Luftwiderstand (im Folgenden Luftwiderstand) aufweisen. Dies liegt im Allgemeinen an der Position des Ventilators, der Form der Radioröhre, ihrer Platte und der Konfiguration des Luftkanals. Die sich im Kanal bewegende Strömung ist durch die Geschwindigkeit v, m/s und die Strömungsgeschwindigkeit V=vs, m gekennzeichnet3/s, wobei s die Querschnittsfläche des Luftkanals an der Stelle ist, an der die Geschwindigkeit gemessen wird, m2 [2]. Jeder Widerstand im Weg des Luftstroms führt zu einer Verringerung der Geschwindigkeit und damit zu einem Versorgungsverlust. Anhand dieser Werte lässt sich der Widerstand des Luftweges abschätzen. Daher ist der zweite Bewertungsparameter bei den Vergleichstests von Kühlsystemen der Wert der Reduzierung des AV-Angebots, ausgedrückt in % AV = [(Vb-V) / Vb] -100 %, wo V - Lüfterversorgung im Blassystem, m3/ h; Vb – Lüfterversorgung in der Basisversion, mit der der Vergleich durchgeführt wird, m3/ H. Zum Beispiel die Versorgung eines Ventilators, der in einem leeren Kanal installiert ist, Vb = 120 m3/H Bei der Platzierung einer Platte mit Radioröhre im Kanal verringerte sich der Durchfluss auf 53 m3/H Aufgrund ihres Widerstands kommt es zu einer Futterreduzierung AV = [(120-53)/120]-100 % = 56 %. Der zweite Hilfsparameter kann beim Vergleich von Kühlsystemen ohne funktionierende Radioröhre verwendet werden. Für die Experimente haben wir das Lampenblassystem GU-84B getestet, das aus einer Standardplatte, Luftkanälen mit einem Innendurchmesser von 112 mm und einem Ventilator bestand. Es ermöglichte den Test verschiedener Kühlsysteme und ihrer einzelnen Elemente. Bei den Tests fungierte die Radioröhre als Wärmeerzeuger, d.h. Die gesamte der Anode zugeführte RA-Leistung wurde in Wärme umgewandelt. Die Luftzufuhr wurde mit einem Flügelradanemometer (zur Prüfung von Lüftungsanlagen konzipiert) [2] ermittelt, das sich direkt hinter dem Luftkanal befindet. Die Temperatur wurde mit einem M838 Digitalmultimeter mit Thermoelement gemessen. Der Messfehler betrug ±3° bei t < 150°C und ±3% bei t > 150°C. Die Temperatur wurde nach zehn Minuten Lampenbetrieb im Messmodus ermittelt. Axiallüfter-Kühlsysteme In der Praxis gibt es vier Möglichkeiten, die Funklampe anzublasen: seitliche, axiale Zufuhr, axiale Abluft und axiale Zu- und Abluft mit zwei Ventilatoren. Die optimale Lösung wurde praktisch durch die Kühleffizienz ermittelt. Zur Prüfung wurde ein Axial-Ganzmetallventilator TYP 4658N mit einem Laufraddurchmesser von 110 mm und n = 2200 U/min verwendet. Ventilatorversorgung im Leerkanal - 120 m3/ H. Beim seitlichen Anblasen (Abb. 1) strömt die Kühlluft nur durch einen Teil der Kühlrippen der Lampe und die Kühlfläche verringert sich um das 9...21-fache (Tabelle 1). Sie können die Kühlung verbessern, indem Sie die Luftgeschwindigkeit erhöhen. Dies erhöht jedoch die Größe und den Geräuschpegel des Lüfters. Die Ineffizienz des Systems ist offensichtlich. Der Hersteller empfiehlt außerdem, bei Lampen, die für einen axialen Luftstrom ausgelegt sind, keinen seitlichen Luftstrom zu verwenden [1].
Die Ergebnisse der Tests der Abgas- (Abb. 2) und Zufuhr-Blassysteme (Abb. 3) sind in der Tabelle dargestellt. 2.
Die Messungen ergaben, dass der Ventilatorstrom im Abluftsystem (53 m3/h) 2,4-mal höher ist als im Zuluftsystem (22 mXNUMX/h).3/H). Vergleicht man die Kühlkörpertemperatur, die genauer gemessen werden kann, so wird im Vorlaufkreis bei RA = 130 W tAmax = 240 °C und im Abluftkreis tAmax = 126 °C bei RA = 460 erreicht W. Daher führt der Abluftventilator etwa doppelt so viel Wärme ab wie der Zuluftventilator. Für eine Person, die mit elektrischen Schaltkreisen vertraut ist, mag dieses Ergebnis unerwartet erscheinen. Tatsächlich verursacht jeder Widerstand den gleichen Spannungsabfall, unabhängig davon, auf welcher Seite der Stromquelle er sich befindet. Die Gesetze der Luftbewegung unterscheiden sich vom Ohmschen Gesetz, und der aerodynamische Widerstand einer Lampe mit Panel hängt in diesem Fall von der Position des Lüfters ab. Das erhaltene Ergebnis wird wie folgt erläutert. Der Luftstrom, der den Axialventilator verlässt, ist nicht geradlinig, sondern verwirbelt (gedreht wie Fäden in einem gedrehten Seil) und tritt nicht senkrecht, sondern schräg in den Ringschlitz der Platte ein (Abb. 3). Die wirbelnde Luft, die in das Panel eindringt, verhält sich wie ein Stein, der schräg ins Wasser geworfen wird; wiederholt davon abprallen, bevor es sinkt. Daher gehen 82 % der Ventilatorströmung durch die Reibung zwischen den einzelnen Strömungsschichten verloren. Dadurch wird die Wärmeableitung erheblich beeinträchtigt.
Wenn der Abluftventilator unter der Wirkung eines Vakuums arbeitet, strömt ein direkter Strom durch die Lampe, sodass die Reduzierung der Versorgung viel geringer ausfällt. In diesem Fall ist es vor allem auf einen Frontalzusammenstoß mit der Kathode zurückzuführen. Eine unzureichende Luftzufuhr kann auf zwei Arten erhöht werden: Verwenden Sie einen leistungsstärkeren Lüfter oder installieren Sie einen zweiten Lüfter koaxial zum ersten. Um die beste Methode zu ermitteln, wurden Doppelgebläsesysteme getestet. Es wurde festgestellt, dass die Effizienz der Versorgung gekoppelter Ventilatoren vom Abstand zwischen ihnen abhängt. Bei einem Abstand von 30 mm betrug die Vorschubsteigerung 5 %. Der Grund liegt offensichtlich darin, dass der wirbelnde Luftstrom des ersten Lüfters in einem nicht optimalen Winkel auf die Flügel des zweiten trifft, von diesen Flügeln nicht erfasst, sondern von ihnen reflektiert wird. Bei einer Vergrößerung des Abstands auf 100 mm erhöht sich der Durchfluss um 30 %, da der Luftstrom vom ersten Lüfter axial wird und von den Flügeln des zweiten Lüfters besser erfasst wird. Offensichtlich steigt mit zunehmender Entfernung die Effizienz des zweiten Lüfters. Ein langer Kanal erhöht jedoch die Größe und verkompliziert die Anordnung. Daher ist der Einsatz von Doppellüftern nicht gerechtfertigt. Der gemeinsame Betrieb zweier Energiequellen (Konverter) war schon immer eine schwierige Aufgabe und erforderte den Einsatz spezieller technischer Lösungen. Für den koordinierten Betrieb der Ventilatoren ist es natürlich notwendig, den Abstand zwischen ihnen, die Form und die relative Position der Flügel zu wählen und auch den „gleichrichtenden“ Luftstrom der Platte zu installieren. Auf jeden Fall sprengt diese Aufgabe bereits den Rahmen des „Verstärkerbaus“. Axialer Zu- und Abluftstrom mit zwei Lüftern ist in Abb. 4 dargestellt. vier.
Gemäß den in der Tabelle angegebenen Messergebnissen. In 3 ist ersichtlich, dass nach dem Anschluss des zweiten Zuluftventilators an den Abluftkreislauf die Luftzufuhr nur um 20 % anstieg und tAmax um 8 % abnahm. Daher ist die Verwendung eines zweiten Zuluftventilators ineffizient. Die Gründe für dieses Phänomen wurden bereits oben diskutiert.
Aus den Testergebnissen verschiedener Anblasmöglichkeiten mit Axialventilatoren lassen sich folgende Schlussfolgerungen ziehen: 1. Optimal ist ein Abluftkühlsystem mit einem einzigen Lüfter, der für die nötige Luftzufuhr sorgt. 2. Der Einsatz eines zweiten Lüfters zur Erhöhung des Durchflusses ist für kein Kühlsystem gerechtfertigt. Begründung der Auslegungsparameter des Abgaskühlsystems mit Axialventilator Bei PA = 460 W und einem Abstand B zwischen Lampenkühlkörper und Luftkanal von 7 mm wurde der Abstand A zwischen Lüfter und Anodenkühlkörper auf 50, 80, 115, 150 und 210 mm eingestellt. Die Messergebnisse sind in der Grafik dargestellt (Abb. 5).
Bei einer Verringerung des Abstands A auf 50 mm gelangt der Kühlkörper der Lampe in die Turbulenzzone vor dem Lüfter und tAmax erhöht sich aufgrund der Verschlechterung der Kühlung um 10 %. Wenn der Lüfter erheblich entfernt wird, verschlechtert sich auch die Kühlung, da der Verlust an kinetischer Energie der Luft aufgrund der Reibung an den Wänden eines langen Kanals zunimmt. Die besten Kühlbedingungen ergeben sich bei A von 1,0...1,2 Lüfterdurchmessern. Die Lufttemperatur vor dem Ventilator sinkt von 97 auf 49 °C, während sie sich von der Anode entfernt, da die Luft durch die Wände des Luftkanals gekühlt wird. Zur besseren Wärmeübertragung sollten sie eine Mindestdicke aufweisen. Die Temperatur der Flügel ist niedriger als die des Luftstroms, der in den Ventilator eintritt. Dies liegt daran, dass sich die heiße Luft, die den Lüfter verlässt, intensiv mit der Außenluft vermischt, sich schnell selbst abkühlt und die Außenseiten der Lüfterflügel kühlt. Aus dem gleichen Grund steigt mit abnehmendem A die Temperatur der Flügel langsamer an als die Temperatur der heißen Luft vor dem Lüfter. Die Ergebnisse der Messungen sind in der Tabelle aufgeführt. 4 zeigt die Abhängigkeit von tAmax von der Größe des Spalts B bei PA = 770 W und A = 115 mm.
Bei einem Spalt B = 0 nimmt die Seitenfläche des Kühlkörpers nicht an der Wärmeübertragung teil und die Anodentemperatur ist maximal. Bei B = 7 mm verringerte sich tAmax um 15 °C, da die Seitenfläche des Kühlkörpers begann, an der Kühlung teilzunehmen. Mit einer Vergrößerung des Spalts B auf 17 mm verringerte sich tAmax um weitere 5 °C. Mit zunehmendem Spalt nimmt die Luftgeschwindigkeit an der Außenseite des Kühlkörpers zu, sodass eine Verbesserung der Kühlung möglich ist, der Unterschied zu bisherigen Erfahrungen jedoch den Messfehler nicht überschreitet. Daher ist für eine effektive Kühlung der Außenfläche des Kühlkörpers der Lampe ein Spalt von 5 ... 10 mm ausreichend. Unter Berücksichtigung der oben genannten Ergebnisse wurde ein Abluftkühlsystem für die GU-84B-Lampe hergestellt und getestet (Abb. 6).
Die Messungen ergaben, dass tAmax bei RA = 770 W erreicht wird. Die Temperatur der Lüfterflügel beträgt in diesem Fall 73 °C, sodass ein Ganzmetalllüfter bei maximaler Leistung eine höhere Zuverlässigkeit bietet. Bei Lüftern mit Kunststoffteilen beträgt die maximal zulässige Betriebstemperatur bis zu 60 °C [3,4]. Mit einer Erhöhung der PA von 0 auf 770 W stieg tAmax von 36 auf 207 °C und für die Kathode von 120 auf 145 °C. Daher reicht ein Abluftventilator aus, um den Kathodenteil der Lampe selbst bei maximaler thermischer Belastung zu kühlen. Auf Abb. Abbildung 7 zeigt die Abhängigkeit von tAmax von der Heizzeit bei RA = 770 W und der Abkühlzeit bei RA = 0. Die Zeit, die die Lampe benötigt, um nach Anlegen aller Spannungen vollständig aufzuwärmen, beträgt 10 Minuten. Abkühlzeit auf 36 °C – 11 Min. Mit dem Anodenkühlungsdiagramm können Sie die Temperaturkorrektur berechnen, um die Anodentemperatur nicht im Übertragungsmodus, sondern nach einer Zeitspanne zu messen, die zum Abschalten gefährlicher Spannungen erforderlich ist. Abhängigkeit in Abb. 7 erklärt, warum die Verstärker selbst mit einem ineffizienten Kühlsystem in der Lage sind, im CW- und SSB-Modus zu arbeiten.
Im Arbeitsalltag überschreitet die Sendezeit in der Regel 1 ... 2 Minuten nicht und die Lampe hat einfach keine Zeit zum Aufwärmen und kühlt beim Empfang schnell ab. Daher kann die Blasintensität im CW- und SSB-Modus um ein Vielfaches geringer sein als bei kontinuierlicher Strahlung. Kühlsysteme mit Radialventilator Es wurden drei Blassysteme mit Radialventilator getestet: Zuluft mit koaxialer Strömung (Abb. 8), Abluft (Abb. 9); Zuluft mit seitlicher Anströmung (Abb. 10).
Zum Testen wurde ein Radialventilator mit einem Laufrad von 30 mm Breite und 92 mm Durchmesser verwendet, der von einem Elektromotor KD-3,5As n = 1400 U/min gedreht wurde. Ventilatorversorgung in einem leeren Luftkanal – 90 m3/Stunde. Die Testergebnisse zeigten (Tabelle 5), dass der Zuluft-Radialventilator mit koaxialer Strömung am effizientesten ist. Sein Luftstrom ist geradlinig und hat eine höhere Geschwindigkeit v als die eines Axialventilators. Bei gleicher Luftzufuhr ist seine kinetische Energie viel größer, da sie proportional zu v ist2. Der direkte Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit überwindet den Widerstand des Luftwegs besser und sorgt bei Kontakt mit der Lampe für eine bessere Wärmeübertragung. Der Ventilator funktioniert unter besten Bedingungen. Hier wird Kaltluft zugeführt, daher kann ein leichtes Kunststofflaufrad verwendet werden, wodurch die Belastung der Lager verringert und deren Lebensdauer verlängert wird. Der Elektromotor ist durch die Wände des Eingabefachs vor HF-Strahlung geschützt. Durch den Einsatz eines Elektromotors mit Lagern aus poröser Bronze konnte der Geräuschpegel minimiert werden.
Die Ineffizienz des Anblasens des Versorgungssystems mit Seitenströmung (Abb. 10) ist ohne Prüfung sichtbar, da die Luft beim Auftreffen auf die Wand den größten Teil ihrer kinetischen Energie verliert und erst dann abprallend zur Lampe gelangt. Es wurden Messungen durchgeführt, um die Leistung dieses und anderer Systeme zu vergleichen. Die Versuchsergebnisse (Tabelle 6) zeigten, dass die geringsten Verluste bei minimalen Abmessungen des Einlaufraums erreicht werden, d. h. wenn es sich tatsächlich um eine Fortsetzung des Kanals mit seitlichem Auslass handelt. In diesem Fall ist die Strömung im Vergleich zur koaxialen Strömung (Abb. 8, Tabelle 6) um das 2,8-fache geringer und tA max um 70 °C oder 1,7-fach höher.
Der Vorteil eines Seitenstromsystems besteht darin, dass es die Installation des Lüftungsgeräts vereinfacht. Es kann auf beiden Seiten der Lampe platziert werden und sorgt für eine geringe Höhe des PA-Körpers. Der Nachteil ist die schlechteste Wärmeableitung aufgrund eines erheblichen Verlusts der Lüfterversorgung (80 ... 85 %) beim Drehen des Luftstroms. Dieses System wird in Marken-UM verwendet. Es ist effizient, wenn kleine Lampen (GU-74B, GU-91B) verwendet werden, die einen geringen Luftstrom erfordern [5]. Einfluss der Anodenbefestigung auf die Lampenkühlung Es gibt keinen signifikanten Unterschied in der Kühlung der Lampe mit und ohne „Anodenhalterung“. Beim wiederholten Vergleich von tA max für eine Lampe, die in einem proprietären Anodenring befestigt war und ohne eine solche Befestigung, lag der Unterschied innerhalb des Messfehlers (ceteris paribus). Für eine zuverlässige Fixierung der Lampe ist die Befestigung durch den Anodenring erforderlich. Hat der Anwender aber ein Panel ohne Anodenring, kann dieses auch verwendet werden. Die Anleitung ermöglicht die Befestigung der Lampe im Panel, um auf den Ring des zweiten Gitters zu fokussieren, wobei die Lampe von der Anodenseite her gedrückt wird [1]. Um eine solche Befestigung zu realisieren, wird anstelle des fehlenden Markenanodenrings ein Luftkanal eingebaut, in den an den Isolatoren ein Anschlag angebracht wird, um die Lampe von der Anodenseite her anzudrücken. Diese Methode ist besonders praktisch, wenn ein Abluftkühlkreislauf mit Axialventilator verwendet wird. Bestimmung des Lüfterstroms im SSB- und CW-Modus Alle oben genannten Messergebnisse wurden nach 10 Minuten Lampenbetrieb erhalten, was der Simulation des kontinuierlichen Strahlungsmodus entspricht. Bei SSB und CW ist die durchschnittliche Wärmeerzeugung an der Anode deutlich geringer. In diesem Fall kann die Lüftergeschwindigkeit (und damit die Geräuschentwicklung) deutlich reduziert werden. Abhängig von der Dauer des Sendevorgangs, dem RX/TX-Zeitverhältnis, der Strahlungsart, dem Ruhestrom und dem Spitzenfaktor des SSB-Signals kann die durchschnittliche Verlustleistung an der Anode um ein Vielfaches sinken. Beispielsweise beträgt die durchschnittliche Leistung im CW-Betrieb unter Berücksichtigung von Pausen 60 ... 70 % des „Tuning“-Modus. Während des Empfangs kühlt die Lampe schnell ab (siehe Abb. 7). Unter der Annahme eines RX/TX-Verhältnisses von 1:1 und einer Sendezeit von 1...2 min kann die Empfangszeit in die Berechnung der durchschnittlichen Wärmeableitung an der Lampe einbezogen werden. Im CW-Modus ist sie etwa dreimal geringer als bei Dauerstrahlung. Anhand des gefundenen Koeffizienten und der Effizienz des Verstärkers lässt sich leicht die Ausgangsleistung berechnen, mit der das getestete System die Lampe kühlen kann. Dies ist jedoch eine ungefähre Berechnung, die auf einer Reihe von Annahmen basiert. Genaue Berechnungen der Wärmefreisetzung an der Anode im CW- und SSB-Modus sind komplex und ungerechtfertigt. Aus der Anodentemperatur unter realen Betriebsbedingungen lässt sich der erforderliche Durchfluss (Umdrehungen) des Lüfters einfacher ermitteln. Beispielsweise wurde im UM-Kühlsystem bei GU-43B [6] die Lüftergeschwindigkeit reduziert, sodass im SSB-Betrieb der Thermoschutz der Lampe nach 15 Minuten funktionierte. Das ist für jede praktische Arbeit mehr als ausreichend. Durch die Anpassung ist das Lüftergeräusch bei mittlerer Lautstärke geringer geworden als das Geräusch des Lautsprechers. Ein gut ausgeführtes Luftstromsystem ermöglicht dem Bediener eine komfortable Funkkommunikation mit dem Sprecher und die Funkröhre wird die geplante Ressource vollständig ausschöpfen. Geräuschreduzierung beim Betrieb des Kühlsystems Der Betrieb des Kühlsystems wird von zwei Hauptgeräuschquellen begleitet – einem Elektromotor und Lüfterflügeln. Durch die Strömung im Kanal entsteht ein leichtes Geräusch. Lager sind die Hauptgeräuschquelle in einem Elektromotor. Daher sollten spezielle geräuscharme Gleitlager aus poröser Bronze verwendet werden. Bei Kommutatormotoren entstehen Geräusche, wenn die Bürsten am Kommutator reiben. Besonderes Augenmerk sollte auf die Art der Montage des Radialventilatormotors gelegt werden. Der Klang eines am Körper der „Schnecke“ befestigten Motors wird durch Schallresonanz verstärkt. Daher sollte es am Körper des UM befestigt werden. Bei einem massiven Fahrgestell ist der Motor kein starker Schwingungserreger und die Resonanzfrequenz der Karosserie liegt aufgrund ihrer Abmessungen und ihres Gewichts deutlich niedriger als die Störfrequenz. Um die Vibrationen des Motors zu reduzieren, sollte eine reduzierte Spannung an ihn angelegt werden. Durch diese Maßnahmen und die Schwingungsisolierung konnten die Schallresonanzen des Elektromotors vollständig beseitigt werden. Wenn sich das Laufrad dreht, entsteht ein lautes Geräusch. Daher besteht die nächste Aufgabe darin, die Geschwindigkeit zu reduzieren, mit der die Rotorblätter auf die Luft treffen. Dieses Problem wird durch den Einsatz eines Radialventilators erfolgreich gelöst. Das Geräusch des am Auslass des Kühlsystems installierten Axialventilators breitet sich ungehindert im umgebenden Raum aus. Bei einem Radialventilator ist der Arbeitsbereich des Laufrads, in dem Schallwellen erzeugt werden, durch eine doppelte akustische Abschirmung vom Bediener getrennt. Das erste ist das Lüftergehäuse („Schnecke“), das zweite sind die Wände des PA-Gehäuses. Darüber hinaus wird bei einem Radialventilator die Luft durch wiederholte Einwirkung der Laufradschaufeln beschleunigt. Jeder Flügel erhöht allmählich die Strömungsbewegung, sodass die Geschwindigkeit seiner Kollision mit der Luft und der Lärm geringer sind als bei einem Axialventilator. Mit abnehmender Aufprallgeschwindigkeit nimmt die Frequenz des Schalls ab und verschiebt sich in den Bereich minimaler Empfindlichkeit unseres Ohrs. Beim Einsatz eines Axialventilators wird die Geräuschentwicklung durch die Optimierung des Gebläsesystems reduziert. Durch die Verwendung eines Abluftkühlsystems mit optimalen Parametern im Vergleich zum Zuluftkühlsystem können der Lüfterstrom und die Geschwindigkeit der Flügel um das 2,5- bis 3-fache reduziert werden. Eine gewisse Geräuschdämpfung kann durch die Platzierung eines Lüfters auf der Rückseite des Verstärkers erreicht werden [6]. In diesem Fall ist das Verstärkergehäuse für den Oneator eine akustische Abschirmung. Die nächste Möglichkeit besteht darin, einen Axialventilator mit größtmöglichem Durchmesser zu verwenden, aber die Drehzahl des Laufrads zu reduzieren. (Gleichzeitig bleibt die Geschwindigkeit des Luftdurchgangs durch die Lampe unverändert). Vollkommene Klangstörungen beim Anblasen lassen sich zwar nicht beseitigen, sind bei einer gut verarbeiteten PA aber äußerst unbedeutend. Mit den oben genannten Methoden erzielen Sie bei allen Lampen gute Ergebnisse. Schlussfolgerungen aus den Testergebnissen 1. Am effizientesten ist es, einen einzelnen Lüfter mit ausreichend Leistung zum Kühlen der Lampe zu verwenden. Der Einsatz eines Dual-Fan-Systems ist nicht gerechtfertigt. 2. Aufgrund der Besonderheiten in der Organisation des Luftstroms erzeugt der Axialventilator eine direkte Strömung und arbeitet effizienter im Abluftkühlsystem und der Radialventilator im Zuluftkühlsystem. 3. Basierend auf den Ergebnissen der Tests von Kühlsystemen wurden die beiden effektivsten Designs ermittelt. In der Summe aller Parameter ist das Zuluftkühlsystem mit koaxialer Strömung aus einem Radialventilator das beste. Dies gewährleistet maximale Effizienz des Lüftungsgeräts, minimale Geräuschentwicklung sowie einen zuverlässigen Betrieb des Ventilators bei der Zufuhr kalter Luft. Nachteile – die Komplexität der Installation im Eingabefach, die geringe Verbreitung der notwendigen Lüfter und Elektromotoren auf dem Komponentenmarkt und deren hohe Kosten. Die zweite Option ist ein Abgaskühlsystem mit Axialventilator. Seine Nachteile sind ein erhöhter Geräuschpegel und eine Erwärmung des Lüfters. Und der Vorteil sind die minimalen Abmessungen und die mehrfache Vereinfachung der Installation. Darüber hinaus sind Axialventilatoren deutlich günstiger als Radialventilatoren und die benötigten Größen sind leicht auf dem Komponentenmarkt zu finden. Beide Kühlsysteme haben ihre Berechtigung. Die endgültige Wahl hängt von der Verfügbarkeit der Komponenten, dem Layout des Verstärkers und der Meinung des Autors des Entwurfs ab. Lampenüberhitzungsschutz Metall und Keramik haben unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten. Bei Überschreitung der maximal zulässigen Lampentemperatur können die durch die Ausdehnung entstehenden mechanischen Spannungen die Zugfestigkeit der Keramik übersteigen. Die entstehenden Mikrorisse führen zu einem schnellen Vakuumverlust. Der Schutz der Lampe bei Ausfall des Lüftungsgeräts in professionellen PA erfolgt über einen Luftstromsensor. Wenn kein Luftstrom vorhanden ist, werden die Luftkontakte ausgelöst und die Automatisierung schaltet die Lampe ab. Als Luftkontakte wird am häufigsten ein Reed-Schalter verwendet, dessen Betätigung durch einen Miniaturmagneten erfolgt, der auf einer beweglichen Platte montiert ist und durch den Luftstrom gedreht wird. Dieser Schutz hat zwei Nachteile: Er schützt die Lampe nicht vor Überhitzung, wenn der P-Kreis verstimmt ist, und wenn kleine Lampen durchgebrannt sind, reicht der Luftstrom nicht aus, um den mechanischen Sensor auszulösen. Konnte ein zuverlässiger Betrieb der Aerokontakte nicht erreicht werden, kann eine Relaisschutzschaltung eingesetzt werden (Abb. 11).
Bei einer Unterbrechung im Motorstromkreis fällt das Steuerrelais K1 ab, die Kontakte K1.1 schließen und schalten das Führungsrelais K2 ein, das mit den Kontakten K2.1 die Lampe ausschaltet. Der Schutzbetrieb wird durch die LED VD2 signalisiert. Nach Beseitigung der Unterbrechung wird K1 durch den Strom im Motorstromkreis aktiviert, die Kontakte K1.1 öffnen und die Schutzschaltung kehrt in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Wenn der Strom im Motorstromkreis überschritten wird, löst die Sicherung FU1 aus und die Schutzschaltung arbeitet dann so, als ob sie geöffnet wäre. Aufgrund seines Ausfalls oder Stromausfalls kann es zu einem Notstopp des Lüfters kommen. Ein universeller Schutz vor Überhitzung ist in diesem Fall das Vorhandensein eines separaten Notventilators, der sich im selben Gehäuse wie die Batterien befindet. Wenn der Standardlüfter stoppt, installiert der Bediener einen Notlüfter am Verstärkergehäuse über dem Luftkanal und kühlt die Lampe 5 Minuten lang, wie in der Anweisung [1] gefordert. Im Falle einer übermäßigen Wärmefreisetzung an der Anode (z. B. aufgrund einer Verstimmung der P-Schleife) reicht die Nennluftzufuhr nicht aus. Um die Lampe in diesem Fall zu schützen, sollte ihre maximale Temperatur ständig überwacht werden. Der heißeste Punkt befindet sich im oberen inneren Teil des Anodenstrahlers. Bei konstanter Betriebsweise des Lüftungsgerätes stehen die Temperatur der Luft hinter der Anode und die Temperatur der Anode in einem genau definierten Verhältnis (siehe Abb. 6). Daher ist es einfacher, nicht die Temperatur der Anode, sondern die Temperatur der Luft hinter der Anode zu steuern. Nach der Montage des Kühlsystems müssen experimentell Daten über das Temperaturfeld hinter der Anode ermittelt werden. Anschließend wird der Temperatursensor, dessen Ansprechtemperatur 70 ... 120 °C betragen kann, an der entsprechenden Stelle im Kanal platziert. Wenn die Kontakte des Temperatursensors SA2 geschlossen sind, wird das Relais K2 aktiviert und die Kontakte K2.1 schalten die Lampe aus (Abb. 11). Die Kontakte SA2 bleiben nach dem Betrieb noch einige Zeit geschlossen, während die Wärme von der Anode abgeführt wird. Der Schutzbetrieb wird durch die LED VD2 signalisiert. Nach dem Abkühlen der Lampe kehrt die Schutzschaltung selbst in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Platzierung des Kühlsystems im Verstärkergehäuse Verstärker verwenden traditionell ein horizontales Gehäuse vom Typ „DESK TOP“. Aus diesem Grund wurde das für alte Glaslampen historisch gewachsene und rationale Layout „automatisch“ auf Blaslampen übertragen. Um das traditionelle Design beizubehalten und die Installation des Lüftungsgeräts zu vereinfachen, wurde die Parallelschaltung des kleinen GU-74B (oder GU-91B) und des Zuluftstroms mit Seitenstrom verwendet. Aufgrund der großen Verluste bei der Luftrotation ist diese Schaltung jedoch für Hochleistungslampen nicht attraktiv (siehe Tabelle 6). Ein Verstärker einer bestimmten Leistung ist immer einfacher und billiger für eine große Lampe herzustellen. Daher sollte die Auslegung eines leistungsstarken Verstärkers die Installation des effizientesten Kühlsystems gewährleisten. Um diese Anforderung zu erfüllen, ist es notwendig, das traditionelle horizontale „DESK TOP“-Gehäuse aufzugeben und ein vertikales Gehäuse vom Typ „MINI-TOWER“ zu verwenden. Es beherbergt erfolgreich das effizienteste koaxiale Zentrifugalventilator-Kühlsystem oder das einfachste Axialventilator-Abluftkühlsystem (Abbildung 12).
Literatur
Autor: V. Klyarovsky (RA1WT), Velikie Luki
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