摘 要：在大功率发射机中，一次水冷却系统是保证机器正常运行的必要条件。而水泵的主备用切换是冷却系统的重点环节。本文通过两种水泵主备用切换电路的分析、比较，提出了一种更加科学和合理的解决方法，并提出了水泵的主备用切换采用压力信号控制为主、电流控制为辅的理念。

关键词：发射机；水泵；继电器；自动控制

冷却系统是大功率发射机的重要组成部分，而水泵是冷却系统中的心脏。为了提高整个冷却系统的可靠性，在冷却系统中，通常会设置备用水泵，并且其工作能力通常不小于一台主用泵。增设备用泵能够增加整个系统的安全性、可靠性，冷却水循环系统中，主备用泵的切换是实现冷却备用泵投入工作的重要手段，也是冷却系统可靠、安全运行的重要环节。

1 100kW发射机水泵自动倒换的原理

1.1 电路结构

以靶式流量计、继电器和倒换开关为关键器件，构成主备水泵电源控制电路。

1.2 主要作用

对水压实时监测，通过水压去控制水泵运转。

1.3 工作过程

见图1，当水泵电源接触器1K3动作，控制电流经过已闭合的S3-S4接点，使延时继电器5K1得电，开始延时。

控制电流通过5K1的4-1接点、倒备用水泵豆开关5S1的6-2接点和备用水泵接触器5K2的常闭接点使主用水泵接触器5K3得电动作，主用水泵得电运转。

水路水压正常后，靶式流量计的感应压力开关5WC1动作，其常开接点C-CX闭合，此时延时继电器5K1延时结束，并动作，4-1接点打开，5-8接点闭合。因为靶式流量计的常开接点C-CX已闭合，5K1的4-1接点打开已不能影响主用水泵接触器5K3的得电通路，主用水泵得电控制过程结束。

当因水泵故障或其他原因造成水路压力过低，靶式流量计5WC1动作，C-CX接点打开，切断主用水泵接触器5K3的得电通路，5K3释放，主用水泵失电。同时5K3的常闭接点闭合，控制电流经过S3-S4接点、5K1的5-8接点、倒备用水泵豆开关5S1的4-1接点和主用水泵接触器5K3的常闭接点使备用水泵接触器5K2得电动作，备用水泵得电运转，倒备过程结束。

此时将倒备豆开关5S1倒动，使其接点3-1和5-2均闭合，电路将进入从备用泵倒回主用泵的待机状态。

1.4 原电路的总结

原电路只能单向切换水泵，但水泵切换后，想要再切回原来水泵运行，必须人工干预豆开关更不能定周期自动轮换水泵工作，这对于水泵长期稳定运行是不利的；原电路仅设计用一种空气开关做保护，电路设计没有考虑电机的短路、过载、过压、缺相、欠压、过热等保护功能。保护措施明显不完备，缺少热继电器、熔断保险丝、过压欠压保护等；此外还缺少必要的故障指示和声光报警系统，值班员只能根据电磁闸的吸合状态来观察水泵运行情况，这给值班当中的正常巡视和应急预案处置带来了难度。

2 改造后的电路工作原理

2.1 电路设计原则

手动、自动双重原则；回路互锁原则；无间隙切换水泵原则；定周期自动轮换水泵工作原则；其中一台水泵故障时，自动轮换退出原则；水压压力控制和电流控制兼顾原则。

2.2 重点器件简介

KT1、 KT2--通电延时的时间继电器，工作原理是：通电开始计时，此时触点状况并不立即发生变化，达到设定时间时，触点状态切换（即常闭触点变为断开，常开触点闭合），断电后触点状态立即复位。其工作特点是通电延时，断电不延时。这类继电器有多种类型，这里采用的是“秒振荡信号”计数的电子型继电器。

5K1--断电延时时间继电器，其工作机制是：当继电器通电后触点状态立即切换，直到断电后，延时常开接点并不立刻动作，而是开始计时，达到设定时间时触点状态才复位，延时接通常闭接点，断开常开接点。其工作特点是通电不延时，断电延时。

万能转换开关主要用于各种控制线路的转换、切换等，还可以用于直接控制小容量继电器的起动。当转换开关打向手动模式（左旋45°）时，触点1-2、3-4、5-6闭合，其余触点打开；打向0°时，没有触点闭合；置于自动模式（右旋45°）时，触点7-8、9-10、11-12闭合，其余打开。

2.3 电路工作原理

2.3.1 手动工作状态：以1#泵为例（见图2），当转换开关置于手动位置时，电流流经转换开关的9-10，手动停泵按钮S1B，至手动合泵常开按钮S1A，当按下启泵按钮后，电流流经热继电器常闭接点FR1，至继电器线圈，继电器KM1、KA1、KT1得电动作，至此1#水泵开始运转。其中KM1的一对接点使继电器自保，KA1的一对接点使1#水泵启动指示灯亮起。2#水泵工作原理和1#水泵相同，在此不再详述。

2.3.2 自动工作状态：（见图2）当发射机合主控以后，此时水泵还未转动，所以流量计的常闭接点是接通的，电流流经它后使延时继电器5K1得电动作，其常开接点5K1接通。当水泵转动使水压升高后，流量计的常开接点会断开，当由于断电延时继电器5K1的存在，5K1的常开接点会在达到设定时间后才断开。继电器5K1在这里的作用是：当水泵水压没达到正常值前，为KM1控制回路提供一个回路，直至水压正常后5WC1常开接点闭合。

当转换开关置于自动模式时，1-2接通，电流流经5WC1接点，KA3常闭接点，KM2常闭接点，热继电器FR1常闭接点，使继电器KM1、KA1、KT1得电工作。此时的2#泵回路里，虽然转换开关3-4及流量计压力开关是接通的，但由于KM1常闭接点的互锁作用，2#泵回路是不会得电工作的。

2.3.3 自动周期轮换：（见图3）当1#泵回路正常工作后，KT1继电器得电开始计时，达到设定时间后KT1动作，其附属接点接通，此时KT2和FR2是接通的，继电器KA3从而得电吸合，同时自保持。KA3吸合后，其常闭接点断开，使1#泵控制回路失电停止工作；同时另一对附属常开接点接通，使2#泵回路接通工作，从而完成了由1#泵倒2#泵的自动切换过程。同样的道理，当继电器KT2工作够设定的时间时，其常闭接点会断开KA3回路，使继电器KA3释放，从而又使2#泵停转而1#泵开始运转。如此周而复始，达到定期自动轮换水泵的目的。

2.4 改造后电路的总结

针对原电路的不足，主要增设了两台水泵自动定周期轮换工作，增加了电流控制式保护电路来保护电机，具备手动自动两种工作模式，设计简单，功能健全，特点突出，优点明显。

2.5 思考

根据实际应用，可以引入双台水泵并行同步工作的机制；还可以增加水压自控，水温联控，高压连锁、远程遥控等功能。

3 结论

通过对新旧两种电路的分析、比较，我们能清晰地看到，改造后的电路，无论从系统的角度看，还是从可靠性角度看，都有着原电路无法比拟的优势。新电路功能完善，保护更加完备，电路设计简单而新颖独特，易于实现，有利于改造，投入少而成效大。改造后，能有效防范责任性事故的发生，极大提高设备的可靠性，在实际应用中有实用价值和重要意义。

参考文献

[1]李平.水泵综合试验台控制系统的设计研究[D].西北农林科技大学，2007.

[2]李子源.高压水泵自动控制系统的改造[J].江西冶金，2015，35（4）：34-36.

[3]唐全晖.浅谈排水泵自动控制系统[J].电工技术：理论与实践，2015，（6）：239.

（作者单位：国家新闻出版广电总局724台）