王贽 孙鸿岳

【摘要】    将假负载冷却液温度与风机工作联动，仅在冷却液温度超过设定值时，风机才自动启动对冷却液进行降温。从而消除了假负载在冬季因冷却风机工作导致冷却液冻结，假负载不能使用的问题。

【关键词】    假负载    温度控制    风机受控

一、改造的原因与目的

贝尔德DLS-100kw型假负载是由水--风冷却系统、功率测量部分和同轴负载部分组成。同轴负载用来承载输入高频功率，并转为热能，需通过水循环进行散热。假负载工作时，首先水泵运转，带动管路中的冷却液流动，同时室外散热器风机转动对流过散热器的冷却液进行风冷降温。循环在管路中的冷却液在同轴负载上吸收热量被加温，流过散热片被散热降温，如此循环。

机房假负载的散热器是露天安装在场区中的。冬季环境温度低，假负载运行时，如发射机未开机或中途停机，冷却液不被负载加温，再流经散热器被风机强制风冷散热，就可能因温度过低冻结在管道里。这会使假负载无法使用并影响相关设备检修。机房就曾经出现这种情况。为避免结冰如加大冷却液中防冻剂比例又会加重对管道、流速测量器的腐蚀。

为适应机房情况，使假负载运行更加稳定，我们通过改造要实现：1、用冷却液温度控制冷却风机的工作。仅在液温高于设定值（现设定为26℃）风机才启动对冷却液强制散热。液温低于设定值后风机自动停止。消除了假负载因冷却液冻结不能使用的问题。2、液温设定温度可根据要求灵活调整。3、具有应急旁路开关。在新增电路不能正常工作时，使用旁路开关可使设备快速恢复原工作模式。

二、可行性分析

1、风机与假负载启动不同步可行性：

冬季使用假负载时，初始水温一般在0度及以下，加载50kw功率，水温最高可到18-20度。在夏季使用时初始水温20-25度，加载50kw水温最高可到32-35度。对比可见，假负载运行主要依靠水泵推动冷却液流动将负载电阻因承载功率产生的热量带走。这个过程在冷却水处于常规温度（0-35度）都是安全可靠的。因此，在冷卻液的温度低时，不启动风机，依靠水泵带动水循环自然散热，直到水温高于设定温度（现设定为26度）再启动风机强制散热是安全的。

2、电路改造可行性：

假负载开机过程：按开机键进行开机，水泵控制继电器KM1闭合，水泵开始工作。KM1动作，带动副接点闭合，风机控制继电器KM2闭合，室外风机开始工作。

如在原系统风机控制继电器KM2线包供电电路中，串入温度控制继电器K，就可以实现以温度控制风机工作的目的。

3、电路说明：

R1、R2、VR1、Pt100构成测量电桥（其中R1=R2，VR1为可调精密电阻），当Pt100的电阻值和VR2的电阻值不相等时，电桥输出一个mV级的压差信号，这个压差信号经过运放LM324放大后作为水温测量数据。调节电位器VR2阻值大小就可以改变温度控制点的设定。NE555和R7、C2组成单稳态定时控制电路，555工作在单稳态模式。当冷却液温度<26度时，555的触发端电平低于触发翻转电平（1/3VCC），单稳电路处于置位状态，3脚输出高电平，LED发光，同时触发可控硅导通，继电器K闭合，常闭点打开，风机不工作。维持暂稳持续时间后（暂稳时间=1.1RC），再次检测555电路2脚电压，如电压仍为低电压，3脚输出仍为高电平，风机不工作。当水温高于26度，LM324输出电压增高，555电路2脚电压高于触发翻转电平，555输出转为低电压，SCR关断，继电器K常闭点闭合，假负载继电器KM2闭合，室外风机开始工作。等水温低于26度后，风机再次停机。

温控器电路图

在此设计中，水温采集选用了PT100热敏电阻，热敏电阻密封后放置水循环管路中，直接检测循环水的温度。而且此装置有旁路开关，不影响原假负载各项功能。

异常情况处理：如假负载水温高于设定温度，室外风机仍不启动，怀疑为温度控制系统故障。可控制电路双联断路器断开，此时加入的电路供电中断，接入的继电器常闭点闭合，即可恢复KM2线包接线，使假负载恢复原工作方式。

三、使用情况及效果：

1、自5月份完成改造，运行良好。现设定风机启动的水温是26℃。当备机在假负载（输出功率10kw）试机时，假负载和备机运行稳定，但室外风机并没有启动。

2、主机夜间在假负载试机时（输出功率50kw），初期假负载水温较低，室外风机不启动，随着试机时间增加，假负载水温上升，超过26℃后室外风机启动，进行散热。

3、测试旁路开关功能。假负载运行、风机停止时，使用旁路开关，风机立即启动，完全恢复原设备功能。

4、因缩短了风机的运行时间，具有节能降耗的效果。