Как правильно подключить магнетрон в микроволновке

Ремонт микроволновой печи Vitek VT-1655

Друзья, приветствую вас! Сегодняшняя статья будет посвящена ремонту микроволновых печей. На примере микроволновки Vitek мы разберем, как диагностировать, а затем и заменить магнетрон. Ни для кого не секрет что у любого сложного устройства, каким является микроволновая печь, есть свой срок эксплуатации. Рано или поздно мы замечаем, что наша любимая печка стала медленно разогревать, а может и совсем перестать греть. Хотя видимых причин в отказе не наблюдается, все также она включается, работает вентилятор и крутится тарелка. В 90 процентах неисправность связана с отказом в работе магнетрона.

Сегодня в качестве подопытного выступит микроволновая печь Vitek VT-1655. Это одна из самых простых моделей. Она имеет всего два органа управления, при помощи одного из которых можно выставить мощность микроволн, другим устанавливается продолжительность разогрева. Максимальная потребляемая мощность равняется 1300 Вт.
Магнетрон работает на частоте 2450 МГц и способен развить мощность 800 Вт.

Как проверить магнетрон в микроволновке

Итак, давайте ближе к делу. Так как стоимость магнетрона не такая уж маленькая, нам нужно убедиться, действительно ли неисправен именно он. Отключаем печь от питающей сети, открываем крышку и осматриваем все внутренности на наличие оплавлений, отгораний, ну и других видимых неисправностей. В моем случае был сгоревший высоковольтный предохранитель, неисправность которого была видна невооружённым взглядом.

На следующем этапе нам придется воспользоваться измерительными приборами, мультиметром или тестером. Нужно убедиться в исправности некоторых элементов микроволновой печи. Следует начать проверку с основной печатной платы, на которой расположены керамические резисторы, диоды, варистор, и другие. Выпаивать их не нужно, прозваниваем прямо так:

Затем следует обратить внимание на термопредохранитель. В моем случае стоит экземпляр на ток 10 ампер и температуру срабатывания 160 градусов. При обычной комнатной температуре он должен прозваниваться накоротко:

Высоковольтный конденсатор мы можем проверить при помощи мультиметра только на пробой, он должен показать бесконечность, если прибор покажет сопротивление близко к нулю, то, скорее всего конденсатор пробит, его нужно заменить. Также вы можете получить сопротивление около одного мегаома, это может произойти из-за того что в некоторых моделей конденсаторов внутри встроен резистор для разряда этого конденсатора. Если это так значит конденсатор целый:

Осталось проверить высоковольтный диод. Так как он состоит из нескольких диодов соединенных последовательно, проверить его исправность нам не получится, так как внутреннее сопротивление велико для мультиметра. Нам главное убедиться, чтобы он не был пробит. Удостовериться в целостности диода можно применив прибор под названием мегомметр. Скорее всего, он не найдется в домашнем хозяйстве:

В моем случае все детали были исправны, за исключением высоковольтного предохранителя. Соответственно подозрения пали на вышедший из строя магнетрон. Проверка магнетрона следует начать с прозвонки накала. Достаточно коснуться шупами тестера, в режиме измерения сопротивления, к клеммам магнетрона:

Прибор должен показать сопротивление единицы Ома. Если прибор покажет сопротивление бесконечность, то высокая вероятность что накал в магнетроне отгорел. Чтобы убедиться на сто процентов в этом, нам придется открыть крышку, под которой мы увидим два дросселя. Нужно удостовериться в нормальном контакте этих деталей с выводами. Также эти клеммы нужно проверить с корпусом магнетрона, прибор должен показать бесконечность.

В идеале магнетрон лучше всего проверить отдельно от микроволновой печи на стенде. Но в домашних условиях это сделать проблематично. Напряжение накала в 3,3 вольта мы еще где-то можем найти. А вот напряжение анода достигает 4000 Вольт, в домашних условиях это сложно реализовать.

Если все цепи питания исправны, то методом исключения мы удостоверились, что неисправен именно магнетрон. Поэтому придется приобретать новый. Я так и поступил. Был приобретён магнетрон фирмы LG 2M214, стоимость которого не превышает 30 долларов:

Установить новую запчасть, думаю, не составит большого труда. Может оказаться, так что будет отсутствовать оригинал в магазине. Поэтому придется подобрать аналог. Следует обратить внимание на мощность магнетрона, а также на крепежные отверстия и конфигурацию расположения разъёма контактов. Если высохла термопроводящая паста на термопредохранителе, её следует заменить новой:

Как правильно подключить магнетрон в микроволновке

Хотя и клемный разъем магнетрона имеет всего 2 контакта, у некоторых возникает сложность подключения магнетрона. В идеальном варианте конечно лучше сразу пометить расположение выводов. Ну, допустим, Вы забыли пометить, в магазине не оказалось подходящего аналога, прошло много времени и вы забыли, как правильно подключить магнетрон в микроволновке. Как раз это мой случай. Дело в том, что у нас в магазине купить магнетрон просто невозможно. Пришлось его заказывать через интернет. Поэтому прошло много времени. Но мне помогла нижеприведенной схема подключения магнетрона:

На самом магнетроне отчётливо выбиты буквы FA и F, так что перепутать просто невозможно:

Принципиальная схема выглядит вот так:

В заключение хотелось бы дать несколько рекомендаций как продлить жизнь магнетрону. Очень часто при работе микроволновой печи можно расслышать потрескивание и искренне в районе магнетрона. В этом случае лучше прекратить использование микроволновки и разобраться в чем дело. Ведь на ранней стадии лучше предотвратить неисправность, чем менять дорогостоящие запчасти. Скорее всего, будет виноват прогоревший колпачок:

Такая неисправность достаточно частая. Колпачок стоит копейки. Заменив его можно продлить жизнь магнетрона.

Также следует обратить внимание на слюдяную перегородку, которая располагается между излучателем и той частью, где находится разогреваемая еда:

В результате прогорания колпачка она также может пострадать что недопустимо. Слюдяную перегородку следует держать в идеальной чистоте. На ней очень часто накапливается слой жира. При низких напряжениях жир является диэлектриком, но при высоких напряжение жир может выступить в роли проводника, из-за чего слюдяная перегородка сильно будет нагреваться и может разрушиться.

На этом буду завершать свой рассказ. Надеюсь, что эта статья будет полезна, и Вы сможете самостоятельно отремонтировать микроволновую печь.

Схема подключения магнетрона в микроволновке

Принцип работы и схема включения магнетрона микроволновой печи

Микроволновая печь прочно вошла в обиход и стала одним из незаменимых атрибутов любой квартиры. Этот бытовой прибор позволяет за считаные минуты разогреть или приготовить пищу при помощи невидимого для глаза излучения.

Но чтобы узнать, откуда берется это излучение и насколько оно безопасно для человека, необходимо понимать устройство и принцип работы магнетрона микроволновой печи, который и является генератором высокочастотных волн.

Что такое микроволны и как они нагревают пищу

Микроволновым называется электромагнитное излучение с длиной волны от 1 мм до 1 м. Данный вид излучения используется не только в бытовых целях, но также в системах навигации и радиолокации, а кроме того обеспечивает работу сотовой связи и спутникового телевидения.

Микроволны могут генерироваться как искусственным, так и естественным способом (например, на Солнце). Другое название микроволн – это излучение сверхвысокой частоты, или СВЧ.

Во всех типах бытовых микроволновок установлена единая частота излучения, равная 2450 МГц. Данная величина является международным стандартом, которого производители бытовой техники должны строго придерживаться, чтобы их продукция не создавала помехи в работе других микроволновых устройств.

Тепловое воздействие СВЧ-излучения было обнаружено американским физиком Перси Спенсером в 1942 году. Именно он запатентовал применение устройства, генерирующего микроволны, для приготовления пищи, тем самым положив начало использования микроволновых печей в быту.

В последующие несколько десятилетий эта технология была доведена до совершенства, что позволило наладить массовый выпуск простых и недорогих устройств для быстрого разогрева пищи.

Чтобы нагреть какой-либо материал в микроволновой печи, необходимо присутствие в его составе дипольных молекул, то есть молекул, имеющих противоположные электрические заряды на обоих концах.

В пищевых продуктах главным их источником является вода. Под воздействием излучения сверхвысокой частоты эти молекулы начинают выстраиваться вдоль силовых линий электромагнитного поля, меняя свое направление около 5 миллиардов раз в секунду. Возникающее между ними трение сопровождается выделением тепла, которое и нагревает пищу.

Однако микроволны не способны проникнуть глубже, чем на 2-3 см от поверхности продукта, поэтому все, что находится под этим слоем, прогревается за счет теплопроводности от нагретых участков.

Нагрев пищи при помощи СВЧ

Устройство магнетрона и его применение

В большинстве видов микроволновой техники генератором сверхвысокочастотных колебаний является магнетрон. Устройства, похожие по своему принципу действия – клистроны и платинотроны, не получили настолько широкое распространение. Впервые магнетрон был применен в СВЧ-печах в 1960 году. Наиболее часто в технике используется многорезонаторный магнетрон, состоящий из нескольких компонентов:

1. Анод. Представляет собой медный цилиндр, разделенный на сектора с толстыми металлическими стенками. Эти объемные полости и являются резонаторами, создающими кольцевую систему колебаний. На анод подается напряжение порядка 4000 вольт.
2. Катод. Расположен в центральной части магнетрона и представляет собой цилиндр, внутри которого находится нить накаливания. В этой части устройства происходит эмиссия электронов. На подогреватель (нить накала) подается напряжение 3 вольта.
3. Кольцевые магниты. Электромагниты или постоянные магниты большой мощности, расположенные в торцевых частях прибора, необходимы для создания магнитного поля, направленного параллельно оси магнетрона. Движение электронов также осуществляется в этом направлении.
4. Проволочная петля. Она соединена с катодом, закреплена в резонаторе и выведена к антенне-излучателю. Петля служит для вывода сверхвысокочастотного излучения в волновод, после которого оно попадает прямо в камеру микроволновки.

Благодаря простоте конструкции и невысокой стоимости магнетроны нашли применение во многих сферах, но наибольшее распространение они имеют:

• В СВЧ-печах. Помимо быстрого приготовления и размораживания пищи в бытовых печах, магнетроны позволяют также выполнять производственные задачи. Промышленная микроволновая печь может осуществлять нагрев, сушку, плавление, обжиг и многое другое. При этом важно помнить, что микроволновку нельзя включать пустой, поскольку в этом случае излучение не будет ничем поглощаться и вернется обратно на волновод, что может привести к его поломке.
• В радиолокации. Антенна радара, подключенная к волноводу, фактически является коническим облучателем и используется совместно с параболическим отражателем (тарелкой). Магнетрон вырабатывает мощные короткие импульсы энергии с малой длиной волны, часть которой, отражаясь, снова поступает на антенну и далее на чувствительный приемник, обрабатывающий сигнал и выводящий его на экран.

Магнетроны в радиолокации

Принцип работы магнетрона

Работа микроволновой печи основана на преобразовании электрической энергии в электромагнитное излучение сверхвысокой частоты, которое приводит в движение молекулы воды, находящиеся в пище. Дипольные молекулы, постоянно меняющие направление, вырабатывают тепло, которое и позволяет быстро нагреть продукты, при этом сохраняя их полезные свойства. Устройством, которое генерирует микроволны, является магнетрон.

Магнетрон, по сути, является электровакуумным диодом, в работе которого применяется явление термоэлектронной эмиссии. Данное явление возникает в процессе нагрева поверхности эмиттера или катода. Под действием высокой температуры наиболее активные электроны стремятся покинуть его поверхность, но это будет происходить только тогда, когда на анод подается напряжение. При этом возникает электрическое поле, и электроны начинают движение к аноду, направляясь вдоль его силовых линий. Если электроны оказываются в зоне действия магнитного поля, то их траектории отклоняются в сторону направления силовых линий.

Анод магнетрона имеет форму цилиндра с системой полостей, или резонаторов, внутри которого находится катод с нитью накаливания. Два кольцевых магнита, расположенных по краям анода, создают внутри анода магнитное поле, благодаря которому электроны не движутся напрямую от катода к аноду, а меняют свою траекторию, вращаясь вокруг катода. Вблизи резонаторов электроны отдают им часть своей энергии, что приводит к образованию в их полостях мощного сверхвысокочастотного поля, которое выводится наружу с помощью проволочной петли, подключенной к антенне-излучателю.

Чтобы привести в действие магнетрон, необходимо подать на анод высокое напряжение порядка 3-4 тысяч вольт. Поэтому подключение магнетрона к бытовой электросети осуществляется посредством высоковольтного трансформатора. Помимо этого схема включения микроволновой печи включает в себя волновод, передающий излучение внутрь камеры, цепь коммутации, блок управления, а также элементы защиты и охлаждения. Кроме того, внутренние стенки камеры и тонкая металлическая сетка на дверце устройства препятствуют выходу излучения за его пределы.

Схема включения магнетрона

Как магнетрон влияет на мощность СВЧ

Большинство современных производителей микроволновых печей предлагают возможность выбора мощности прибора. От этого параметра, в свою очередь, зависит режим работы (разморозка или нагрев) и скорость нагрева пищи. Однако конструктивные особенности магнетрона не позволяют уменьшить его мощность, поэтому для снижения интенсивности нагрева питание на него подается через определенные промежутки времени. Эти паузы в работе магнетрона можно заметить, если включить микроволновку на средней мощности и прислушаться к звуку ее работы.

Не так давно некоторые производители бытовой техники заявили о появлении ряда моделей микроволновых печей с инверторной схемой питания. Применение этой схемы позволило не только увеличить объем полезного пространства в камере за счет уменьшения габаритов излучателя, но и снизить энергопотребление устройства. В отличие от обычных моделей, температура нагрева в печах инверторного типа меняется плавно, однако их стоимость на порядок выше.

Охлаждение и защита магнетрона

Во время работы магнетрон выделяет большое количество тепла, поэтому на его корпус устанавливается радиатор. Поскольку перегрев является основной причиной выхода из строя магнетрона, то для его защиты применяются и другие методы:

1. Термореле. Данное устройство используется для защиты магнетрона, а также гриля, если он имеется в модели. Термопредохранитель оснащен биметаллической пластиной, которая может быть настроена под определенную температуру. При превышении этого значения она изгибается и размыкает цепь питания.
2. Вентилятор. Он не только обдувает прохладным воздухом радиатор магнетрона, но и выполняет ряд других полезных функций, таких как охлаждение электронных компонентов устройства, циркуляция воздуха внутри камеры во время работы гриля, а также отвод горячего пара наружу через специальные отверстия.
3. Система блокировки. Несколько микропереключателей контролируют положение дверцы микроволновки, не позволяя магнетрону включаться при ее открытом положении.

Можно ли заменить магнетрон

Главное преимущество современных магнетронов для бытовых микроволновых печей в их взаимозаменяемости. На различные модели микроволновок будут подходить магнетроны производства других фирм, поэтому при необходимости их можно менять. При этом единственным необходимым требованием будет соответствие по мощности. Купить магнетрон можно во многих магазинах электроники, однако чтобы сделать правильный выбор, необходимо разобраться в его параметрах и маркировке. Наиболее часто в микроволновках устанавливаются следующие модели магнетронов:

• 2М 213 (600 Вт номинальной мощности и 700 Вт под нагрузкой);
• 2М 214 (1000 Вт);
• 2М 246 (1150 Вт – наибольшая мощность).

Даже изучив все необходимые параметры этого устройства, производить замену магнетрона в домашних условиях не рекомендуется. Во-первых, снять его самостоятельно будет довольно тяжело, а во-вторых, обеспечить его безопасную работу после установки сможет только квалифицированный специалист.

Стандартная конфигурация магнетрона

Диагностика неисправностей и причины их появления

Замена магнетрона может потребовать довольно существенных финансовых затрат, поэтому прежде чем покупать новое устройство, необходимо произвести диагностику старого, чтобы убедиться, что оно действительно неисправно. Проверка может быть выполнена в домашних условиях с помощью обычного тестера. Для этого потребуется:

1. Отключить микроволновку от электросети.
2. Снять защитную крышку и провести визуальный осмотр детали.
3. «Прозвонить» основные элементы печатной платы при помощи тестера или «мультиметра».
4. Провести осмотр термореле.

По окончании диагностики можно сделать выводы о неисправности тех или иных деталей. К основным причинам выхода из строя магнетрона можно отнести следующие:

• Неисправность колпачка вакуумной трубки. Его можно заменить самостоятельно, просто подобрав аналогичный колпачок с другого магнетрона. Посадочные места таких колпачков имеют стандартную конфигурацию.
• Обрыв подогревателя. При включении пустой микроволновки или ее неправильной загрузке магнетрон будет перегреваться, что может привести к чрезмерному накаливанию нити и ее обрыву. Для ее диагностики необходимо измерить сопротивление между ножками конденсатора. Если его значение находится в пределах 5-7 Ом, то подогреватель исправен.
• Пробой проходного конденсатора. Если тестер не показывает «бесконечное» значение сопротивления между его контактами, то конденсатор необходимо заменить.

Как проверить магнетрон в микроволновке

Разогрев пищи в микроволновке осуществляется излучением, частота которого равна 2450 МГц, создаваемым магнетроном. Если после включения печи тарелка крутится, свет в камере горит, вентилятор работает, а еда остаётся холодной или греется неприлично долго — значит что-то не в порядке с этой лампой. Если знать, как проверить магнетрон в микроволновке, то можно обойтись без похода в мастерскую. Тем более что неисправной может оказаться какая-либо вспомогательная деталь в схеме магнетрона.

Как устроен магнетрон

На что способна микроволновка. Что такое магнетрон и Свч-энергия магнетрона? Магнетрон — это цэлектровакуумная лампа, выполняющая функции диода и состоящая из нескольких частей:

1. Цилиндрического медного анода, поделённого на 10 частей.
2. В центре размещён катод со встроенной нитью накала. Его задачей является создание потока электронов.
3. По торцам размещаются кольцевые магниты, необходимые для создания магнитного поля, за счёт которого создаётся свч излучение.
4. Излучение улавливается проволочной петлёй, соединённой с катодом и выводится из магнетрона с помощью излучающей антенны, направляясь по волноводу в камеру.

Во время работы магнетрон сильно греется, поэтому его корпус оснащается пластинчатым радиатором, обдуваемым вентилятором. Для защиты от перегрева в схему питания включен термопредохранитель.

Как устроен магнетрон, схема.

Возможные неисправности

Нарушение работоспособности магнетрона может возникнуть по следующим причинам:

• Прогорел защитный колпачок и поэтому при работе искрит. Заменяется на любой целый, так как они одинаковы для всех магнетронов.
• Перегорание нити накала.
• Разгерметизация магнетрона вследствие перегрева.
• Пробой высоковольтного диода.
• Сгорел высоковольтный предохранитель.
• Нет контакта в термопредохранителе.
• Пробит высоковольтный конденсатор.

При всех неисправностях, кроме разгерметизации, возможен ремонт своими руками.

Измерение сопротивления омметром.

Определение неисправности

Чтобы узнать, почему не работает печь, нужно отключить её от розетки и снять крышку.

1. Внимательно осматривается внутренность на предмет оплавления, обгорания, отпаявшихся проводов. Состояние высоковольтного предохранителя видно невооружённым взглядом. Предохранитель с оборванной нитью меняется на целый и если при опробовании печи опять перегорает, то поиск продолжается.
2. Для дальнейшей диагностики потребуется мультиметр или тестер. Проверка начинается с печатной платы, на которой собрана схема питания магнетрона, состоящая из резисторов, диодов, конденсаторов, варисторов. Детали можно прозванивать по месту, без выпаивания.
3. После чего тестером проверяют термопредохранитель. При нормальных контактах сопротивление равно нулю.
4. Проверка высоковольтного конденсатора мультиметром возможна только на пробой. Если прибор покажет короткое замыкание — деталь заменяется. Так как некоторые типы конденсаторов имеют встроенные резисторы для разрядки, исправная ёмкость покажет сопротивление в 1 МОм, вместо бесконечности.
5. Для проверки высоковольтного диода тестер не годится, поскольку у него мал диапазон измерения сопротивления. Чтобы правильно оценить состояние диода потребуется мегомметр со шкалой до 200 МОм. Но вряд ли он найдётся в домашней мастерской. Поэтому применяется метод диагностики с использованием двухпроводной домашней электросети с обязательным соблюдением правил безопасности. Один вывод диода подключается к сетевому проводу. Между вторым и другим проводником сети включается мультиметр для измерения постоянного напряжения в диапазоне до 250 В. Если диод цел, прибор покажет наличие выпрямленного напряжения. При пробое или обрыве стрелка останется на нуле. Для замены подойдёт любой высоковольтный диод с рабочим напряжением 5 кВ и током 0,7 А.
6. Проверка магнетрона начинается с прозвонки накальной нити. Для этого измеряется сопротивление между его клеммами, которое у исправного накала составляет несколько Ом. Если тестер показывает бесконечность, это ещё не значит, что нить перегорела. Для полной уверенности проверяется, после снятия крышки, целостность соединений дросселей с клеммами магнетрона. Некоторые умельцы рекомендуют удалять дросселя. Делать это ни в коем случае нельзя, так как нарушается режим работы трансформатора, из-за чего возможно возгорание. После измерения сопротивления между выводами и корпусом можно судить о состоянии проходных конденсаторов. При бесконечности — всё нормально, при нуле — пробиты, а при наличии сопротивления — с утечкой тока. Неисправные конденсаторы откусываются кусачками и на их место припаиваются новые с ёмкостью не менее 2000 пФ.
7. Если все элементы целы, но магнетронного излучения недостаточно для полноценного разогрева еды, значит, катод потерял эмиссию. Данная неисправность устраняется только заменой. При замене конденсаторов нельзя пользоваться обычным припоем, требуются тугоплавкие марки или компактный аппарат для контактной сварки.

На видео рассказ для чайников, как проверить магнетрон, всё очень доходчиво:

Замена магнетрона

Поскольку ремонт магнетрона не производится даже в хорошо оснащённых мастерских, придётся приобретать новый. Прежде чем извлечь магнетрон из микроволновки, необходимо пометить контакты разъёма, чтобы не перепутать их местами при установке новой детали. Если выводы подключить неправильно — магнетрон не будет работать.

Замену можно сделать самостоятельно, если хоть раз применял отвёртку по назначению и прозвонил пару диодов. Для этого не требуется специальных навыков и знания, как работает магнетрон. В случае невозможности найти определённый магнетрон для микроволновки, придётся применить подходящий аналог.

Его мощность должна быть равной или большей, чем у оригинала, а крепление и расположение разъёма совпадать. Устройство магнетрона у производителей одинаково, а конструкция может отличаться, поэтому нужно проследить, чтобы прилегание аналога к волноводу было плотным. Если теплопроводящая паста на термопредохранителе окажется засохшей — её заменяют свежей.

При покупке нового магнетрона необходимо, чтобы совпадала мощность, соответствовали контакты и отверстия для крепления. Если хотя бы одно из условий не совпадает — вы приобрели не годную вам деталь.

Полезные советы

Приведённые ниже несложные рекомендации помогут продлить срок службы магнетрона:

• Если в микроволновке при включении что-то трещит и искрит — нужно перестать пользоваться печью и выяснить причину. Устранение неисправности обойдётся дешевле покупки новой детали. В данном случае виновником обычно оказывается прогорание колпачка, из-за этого СВЧ-печь искрит.
• Необходимо постоянно следить за состоянием слюдяной накладки, защищающей выход волновода в камеру от попадания жира и крошек пищи. Если колпачок неисправен — слюда может оказаться прогоревшей, что приводит к выходу их строя магнетрона. Накладку следует держать в чистоте, так как попавший на неё жир обугливается под воздействием температуры и приобретает электропроводность. Взаимодействуя с излучением, он становится причиной искрения в камере.
• При нестабильном напряжении, микроволновку лучше подключить через стабилизатор, так как даже незначительное падение негативно влияет на работу печи. Падает мощность, и ускоряется износ катода магнетрона. Например, при напряжении в сети 200 В мощность уменьшается вдвое.
• У микроволновки много применений, поэтому в случае её неисправности нарушается привычный порядок вещей. Причиной поломки необязательно является магнетрон или схема его питания. Сначала следует проверить величину напряжения в месте подключения печи к сети и состояние слюдяной пластины.

На видео: ремонт колпачка магнетрона:

Ремонт колпачка магнетрона или когда микроволновка искрит.

yourmicrowell.ru

Для нормальной работы магнетрона необходимо: наличие эмитирующего элемента и присутствие электрического и магнитного полей. Магнитное поле магнетрона создается магнитной системой состоящей из двух кольцевых магнитов, которые входят в конструкцию магнетрона. Электрическое поле возникает в результате подачи высокого напряжения на катод магнетрона. Другими словами, давайте рассмотрим подробнее, что и как, обеспечивает питание магнетрона в микроволновой печи. Схема питания магнетрона изображена на рисунке ниже.

Источник питания состоит из следующих элементов: высоковольтный — силовой трансформатор – «THV», предохранитель – “FHV”, конденсатор – “CHV” (с резистором в одном корпусе) и высоковольтный диод – “DHV”. Высоковольтный — силовой трансформатор содержит три обмотки. Обмотка «1» — является первичной и запитывается от переменного напряжения сети номиналом 220 вольт. Обмотка «2» — накальная обмотка. Эта обмотка представляет собой 2 – 3 витка обычного монтажного провода, довольно большого сечения, ведь цепь накала потребляет весьма большой ток, в районе 10 – ти ампер. С накальной обмотки снимается напряжение порядка трех вольт, необходимое для питания нити накала магнетрона. Обмотка «3» — эту обмотку принято называть анодной. Анодная обмотка – является повышающей, с ее выводов снимается высокое напряжение, порядка 2 – х киловольт, необходимое для основного питания магнетрона. Один из выводов анодной обмотки выводится под клемму, а второй соединен с корпусом трансформатора. Параметры конкретного высоковольтного трансформатора, как правило, расчитываются под параметры конкретной модели магнетрона, то есть, трансформатор и магнетрон образуют пару. Сердечник трансформатора состоит из набора «Ш — образных» пластин, изготовленных из, электротехнической стали, которые соединены в пакет посредством сварки. Высоковольтный трансформатор, без сомнения – является самым тяжелым элементом в конструкции микроволновой печи.

Высоковольтные конденсатор и диод, в совокупности образуют умножитель и выпрямитель напряжения. На схеме питания видно, что анод магнетрона “M1”, являющийся положительным электродом, соединяется с корпусом печи (далее с землей). Следовательно, анодное напряжение подается на катод магнетрона, но в отрицательной полярности. На графике видно, что напряжение, снимаемое с анодной обмотки, представляет собой синусоиду, содержащую положительные и отрицательные полупериоды переменного напряжения. Высоковольтный диод в схеме включен таким образом, что при поступлении с обмотки положительного полупериода, он открывается, и положительная полуволна не проходит к катоду магнетрона. А в цепи высоковольтного конденсатора начинает протекать ток, и конденсатор заряжается по цепи: правая обкладка конденсатора – диод – земля – анодная обмотка — высоковольтный предохранитель – левая обкладка конденсатора. Затем с анодной обмотки поступает отрицательный полупериод напряжения, диод закрывается, и отрицательная полуволна беспрепятственно проходит к катоду. В этот момент, через магнетрон, начинает разряжаться конденсатор. Напряжение, поступившее с анодной обмотки трансформатора и напряжение, снятое с конденсатора складываются, в результате на выходе умножителя мы получаем удвоенное напряжение отрицательной полярности порядка 4кВ. Это напряжение поступает на катод и благодаря этому, между электродами магнетрона возникает необходимое для его работы, электрическое поле. Таким образом, можно сказать, что магнетрон микроволновой печи, питается импульсным напряжением отрицательной полярности.

В цепь анодной обмотки, включен высоковольтный предохранитель, который предназначен для защиты высоковольтного трансформатора от перегрузок, в случае выхода из строя элементов умножителя или магнетрона. Если предположить, что высоковольтный диод или проходной конденсатор фильтра магнетрона пробиты, то в цепи питания магнетрона возникнет короткое замыкание и через анодную обмотку трансформатора начнет протекать повышенный ток, что может привести к выходу из строя высоковольтного трансформатора. В этом случае и должен сработать предохранитель. Разорвав цепь питания магнетрона, он тем самым, разгружает анодную обмотку трансформатора. Нечто подобное произойдет, если вы включите печь в режиме «микроволны» с пустой камерой. В этом случае, потребление энергии магнетроном возрастет в разы, перегрузке подвергнуться все элементы источника питания и если не сработает предохранитель, то из строя может выйти, в первую очередь, сам магнетрон, а затем любой из элементов цепи его питания.

Схема включения магнетрона в микроволновке. Термореле — для чего оно необходимо? Поиск причин неполадок микроволновки в цепочке сдвига напряжения.

Древние люди открыли огонь и с его помощью согрелись, защитились и приготовили еду. В плане готовки процесс приготовления пищи не менялся тысячелетиями. Прорыв произошел в двадцатом веке, когда придумали генератор сверх высоких частот (СВЧ) размером с кулак. Тогда решили, что можно приготовить еду и с помощью СВЧ. Электромагнитная волна заставляет колебаться молекулы воды, которые из-за трения разогреваются. Процесс разогревания пищи стал быстрым и СВЧ вошли в нашу жизнь. Бытует мнение, что в СВЧ можно готовить, а не только разогревать. Это мнение ошибочно, т.к. в процессе кипения, жаренья одни химические вещества в пище переходят в другие. Микроволнами этот процесс заменить нельзя. Суть работы СВЧ в том, что генератор, он же магнетрон, генерирует высокую частоту порядка 2,4 ГГц под действием большого управляющего напряжения около 4,2 кВ. Магнетрон по сути лампа. В любой лампе есть нагревательная спираль, которая разогревается и служит источником электронов. Напряжение нагревательной спирали 3 В при токе 20 А. Чтобы электроны пришли в движение нужно электромагнитное поле, которое генерируется трансформатором и составляет 2,1 кВ. Конденсатор и диод составляют умножитель напряжения, которое на магнетроне равно 4,2 кВ при токе 0,5 А.

Теперь мы рассмотрим вопрос о «подходящих» контейнерах. Поэтому, подобно обычной духовке, продукты нагреваются и готовятся снаружи. Стационарные узлы формируются внутри печи, и поэтому есть «горячие точки» с максимальной напряженностью поля и «холодными пятнами» без электрического электрического поля.

Несмотря на относительное движение между едой и горячими и холодными пятнами, интерьер прогревается медленнее; В некоторых продуктах есть участки, которые очень быстро нагреваются и начинают кипеть, и даже производят внезапное кипение в виде взрывов. Этого можно избежать, увеличив общее время работы, но периодически выключая печь, чтобы дать время для проведения вновь поглощенного тепла и, следовательно, стандартизировать температуру в пище. Современные печи имеют эту функцию, которая контролируется микроконтроллером, однако все печи контролируют общее время работы и управление для регулировки эффективной мощности до низких значений для размораживания или промежуточных значений для нагрева или для приготовления более медленных, Фактически магнетрон всегда излучает максимальную мощность, для которой он был спроектирован.

Микроволновка прочно вошел в нашу жизнь. Очень обидно, когда этот прибор ломается. Схема микроволновки не сложная, поэтому весь ремонт можно сделать самому, но следует соблюдать осторожность – напряжение на вторичной обмотке трансформатора 2,1 кВ.

Табличка с паспортными данными на задней стороне печи сообщает, что напряжение в сети не должно превышать 230 В. Советская энергосистема допускает колебания напряжения в сети от 198 В (10% от 220) до 231 В (105% от 220). Частота тока в сети постоянная и составляет 50 Гц. Печь потребляет от сети 1200 Вт из которых только 800 Вт идет на разогревание пищи. Оставшиеся 400 Вт тратятся на потери в трансформаторе и раскачку магнетрона.

Незнание того, что эта форма сокращения эффективной мощности может быть использована, приводит к холодным приемам пищи внутри, и печи, которые заканчиваются полностью грязными стенами из-за взрывов на поверхности перегретых продуктов. Поскольку мы считаем, что для вас важно знать, давайте рассмотрим основные функции микроволновой печи.

Потепление: это самая известная функция микроволн, за очень короткое время может нагревать готовое блюдо до температуры, которую мы хотим, без какого-либо вкуса к повторному нагреву. Размораживание: размораживание через микроволновую систему имеет два важных преимущества: огромную скорость, так как мы можем иметь ультразамеренную пищу в течение нескольких минут, чтобы ее приготовить, а, с другой стороны, по мере быстрого оттаивания пищи микробная флора не успевает Воспроизводите, как при медленной оттепели.

Кожух СВЧ закреплен тремя саморезами. Видимо из целей экономии решили не делать крепление под еще один саморез. Саморезы расположены несимметрично за счет чего и достигается надежное крепление кожуха.

Кулинария: очень важной особенностью этих печей является то, что для приготовления пищи вам не нужна вода, потому что они используют жидкость из одних и тех же продуктов. Основными преимуществами этих печей по сравнению с традиционной варкой являются.

Скорость: рецепты изготавливаются в гораздо более короткое время, чем требуется в традиционной духовке. Более естественные ароматы: при приготовлении пищи с собственной водой не теряйте ни одного из ее компонентов и обладайте более естественными ароматами. Комфорт: не нужно использовать кастрюли или сковородки, так как они готовятся в тех же посудах, с которыми вы можете позже поесть. С другой стороны, чистка микроволновой печи требует только протирания влажной тряпки над стенами печи. Энергосбережение: в микроволновых печах выделяются два типа мощности: поглощенная мощность, потребляемая сеткой при ее включении, и выходная мощность, которая представляет собой электрическую энергию, которая преобразуется в тепловую энергию. Соотношение между ними обычно составляет 60%, поэтому предполагает более высокую производительность, чем традиционные системы, такие как электрическая духовка или плита. Мощность.

После выкручивания саморезов и сдергивания на себя кожуха обнажаются внутренности печки. Самое почетное место занимает магнетрон – лампа-излучатель для ультракоротких волн. Под магнетроном располагается трансформатор. Немного слева виден большой в виде свертка конденсатор от которого на корпус выведен диод.

Видно, что магнетрон имеет два вывода. Один вывод — провод от низковольтной обмотки трансформатора, а второй — и с низкой и с высокой. Если вскрыть магнетрон, то можно увидеть что контакт с высоковольтной обмотки уходит глубже в сам резонатор. Менять местами концы проводов на магнетрон нельзя.

• При мощности 400 кВт мы возьмем 10 минут.
• При мощности 300 кВт мы возьмем 11 минут.
• При мощности 200 кВт мы возьмем 12 минут.
• При мощности 1000 кВт мощность питания составит 14 минут.

Силовая схема имеет вид. С1 и R1 помещены в один запаянный кожух – конденсатор. Резистор 10 Мом предназначен для быстрой разрядки конденсатора и ограничения тока при работе магнетрона. VD1 – диодный столб, состоящий из нескольких тысяч последовательно соединенных диодов, поэтому тестером прозвонить этот диод нельзя. FU1 – предохранитель, который срабатывает при ненормальной работе конденсатора, магнетрона и диода.

• При 30% мощности он служит, в основном, для размораживания.
• При влажности 15% пища хранится в тепле.

В самом начале цепи микроволновки стоит фильтр с предохранителем. Фильтр гасит все высокочастотные составляющие, которые проникают из трансформатора в электрическую сеть. Предохранитель защищает по большому счету первичную обмотку трансформатора.

Самыми подходящими материалами являются стекло, стекло, пирокерамика или стеклокерамика. Вместо этого мы никогда не должны использовать металлы, даже алюминиевую фольгу, поскольку они отражают микроволны на стенах, что может привести к повреждению печи, а также к нагреванию пищи.

Также позаботьтесь о керамической посуде, если у них есть рисунки или украшения, поскольку они, возможно, использовали краски, у которых есть некоторые металлические элементы среди их компонентов. На рынке есть пластиковые контейнеры, которые продаются для использования в микроволновой печи и готовы выдерживать мощность микроволн, однако вы должны быть очень осторожны, так как некоторые пластмассы при нагревании могут выделять часть своих Компоненты, которые являются токсичными. Если вы не знаете, подходит ли контейнер для духовки, поместите его в устройство внутри и рядом с полным стаканом воды, подключите духовку к максимальной мощности в течение одной минуты.

Микроволны большой мощности являются очень опасными, поэтому в печке существует достаточно много всяких блокировок. Блокировки объединяют открывание дверцы, регулятор уровня мощности и времени, двигатель поворота блюда в один узел. Если хотя бы одна из этих блокировок не сработает, то печь не включится и лампочка освещения не засветится.

Если вы закончите это время, контейнер станет холодным, его можно использовать, потому что он не поглощает микроволны, наоборот, если он горячий, его не следует использовать, поскольку он поглощает микроволны и не позволяет нагревать пищу. Эта фотография намного круче, чем устройство.

Это фотография, которую вы видите выше, и мы выбрали ее, потому что, хотя она не имеет ничего общего, она намного привлекательнее, чем фотография печи в любой ее форме. Магнетрон — это изобретение, которое предшествует и объясняет микроволновую печь и, по сути, имеет очень мало робота. Это тип вакуумной трубки с очень специфическим поведением. Если мы видим его поперечное сечение, то это медный цилиндр, в мантии которого щедрой толщины имеются полуцилиндрические полости. Не понял ничего? Внутри этого медного цилиндра есть пустое пространство, а в центре — катод, который, как и в любом устройстве этого типа, является тем, кто будет обеспечивать электроны из-за эффекта Эдисона или термоионической эмиссии.

В современных СВЧ-печах вместо большого и тяжелого трансформатора вставляют более легкий и компактный импульсный блок питания. Но у меня печь с трансформатором, поэтому чинить я буду именно ее. Входная обмотка трансформатора (слева) выполнена тонкими проводами, а две вторичные обмотки (справа) имеют толстую высоковольтную изоляцию. В красном разборном контейнере размещается высоковольный предохранитель.

Эта форма кажется слишком сложной для выполнения простой задачи, которую могут достичь гораздо более простые вакуумные трубки, такие как диод. Но разница, дорогой читатель, находится в магнитах за пределами вакуумной трубки. В то время как разность потенциалов между катодом и анодом создает электрическое поле, пара магнитов добавляет магнитное поле. В результате электроны не перемещаются по прямой между катодом и анодом, а описывают спиральный путь.

Спираль была не очень приличной, но, надеюсь, вы понимаете. Без магнитов путь был бы как с левой стороны, тогда как с ними электрон перемещается, как в правом рисунке. Это винтовое движение генерирует переменное электрическое поле, но дизайн на этом не заканчивается.

Для того чтобы убедиться в исправности трансформатора нужно вначале прозвонить все обмотки. Вторичная высоковольная обмотка должна прозваниваться на корпус. Один конец выведен на предохранитель, а второй – прикручен к корпусу. Вторичная низковольная обмотка и первичная не должны прозваниваться на корпус. Если под рукой есть высоковольный вольтметр, то можно смело подключить трансформатор к сети 220 В и проверить на вторичной обмотке 2100 В. Если такого тестера нет, то можно изготовить делитель напряжения. Такой делитель уменьшит все показания в 10 раз (9+1). Тогда померив напряжение показания прибора должны быть примерно 210 В. Только резисторы нужно брать высоковольтные.

Полуцилиндрических полостей нет, чтобы удерживать пучки, они ведут себя как схема конденсаторной катушки, создавая резонансную волну, которая усиливает поле, генерируемое электроном. При подаче катода с переменным током печатается дополнительная вариация электронного потока, а перекрытие всех эффектов приводит к высокочастотному радиоизлучению.

При работе от низкого напряжения магнетрон работает только как довольно неуклюжий диод и сильно нагревается, но по мере приближения к его расчетному напряжению он резонирует и начинается магия. Эти два английских физика были гордостью Кембриджского университета, и когда началась Вторая мировая война, им сказали: «Нам нужно, чтобы они взяли сантиметровый радарный проект». Рэндалл и Боут провели два месяца, развернувшись вокруг идеи, и пришли к разработке выше. Хотя магнетроны уже существовали, большой вклад двух молодых людей состоял в том, чтобы включить 8 резонансных полостей, достигнув сигнала в 100 раз мощнее, чем любое изобретение времени.

Еще один способ измерить выходное напряжение трансформатора – подать меньшее переменное напряжение на вход трансформатора и по расчету вычислить напряжение на вторичной обмотке. У меня под рукой был трансформатор на 36 В. Измерив его напряжение при нагрузке на трансформатор от СВЧ получилось 38,4 В. Выходное напряжение получилось 380 В, а напряжение для нагрева спирали магнетрона – 0,6 В.

Кроме того, магнетрон мог работать при огромных токовых напряжениях от 8 до 10 Ампер, потребляя более 100 кВт мощности и предлагая более высокий диапазон обнаружения, чем любой другой радар. В эти месяцы Германия успешно вторглась во Францию, самого могущественного союзника Британии, поэтому британцы оказались в обороне и защищались от нападений Люфтваффе, которые бомбили половину страны. Сегодня известно, что, если бы не микроволновый радар, Англия упала бы задолго до того, как Соединенные Штаты решили вмешаться.

Но в этом случае история горячего шоколада работает на другом склоне. Война закончилась, и подрядчики, которые выиграли военные поставки, были покрыты, поэтому в некоторых случаях у них было больше денег, чем университеты и даже правительства. Инженер Перси Спенсер провел все утро, проверив собственный магнетрон, и когда пришло время обеда, он вытащил шоколадную батончик который у него был в кармане. Например, ему удалось сделать попкорн из сухой кукурузы, и ему удалось взорвать яйцо, оставив в лаборатории небольшой беспорядок.

X = 380X220/38,4 = 2183 В

Y = 0,6X220/38,4 = 3,45 В

Если под рукой нет трансформатора для проверки можно использовать свойство сетевого трансформатора, заключающееся в обратимости входа трансформатора. Если на вход сетевого трансформатора подается 220 В, а снимается с высоковольтного выхода 2 кВ, то значит вторичная высоковольтная обмотка способна выдержать высокое напряжение без поломок. Значит, для проверки сетевого повышающего трансформатора можно подать напряжение Uф=220 В из розетки на высоковольтный выход и измерить наведенные напряжения на низковольтных входах (24,2 В и 0,38 В). Проблема в том, что у трансформатора СВЧ один вывод вторичной обмотки выведен на корпус. Подключать 220 В нужно к корпусу и выводу с предохранителем при этом на корпусе будет потенциал. Тестеровать трансформатор нельзя на проводящей поверхности и нельзя прикасаться к корпусу трансформатора при включенном напряжении. Лучше всего вначале подключить тестер, а затем включить напряжение на трансформатор.

Говорят, что эксперимент с яйцом перенес его на вторую итерацию, благодаря которой он закрыл магнетрон в металлическом ящике, чтобы избежать разбрызгивания. Кажется, Спенсеру повезло в этом году, потому что металлический ящик позволил ему понять, что в этой конфигурации еда нагревается быстрее, что объясняется тем, что волны не могут пересечь стену контейнера и остаются подпрыгивающими внутри нее, благодаря который пища получает эффект многочисленных суперпозиционных микроволн.

Явление, объясняющее операцию, называется диэлектрическим нагревом и происходит потому, что некоторые соединения имеют дипольную структуру: вода, жир и другие имеют положительный и отрицательный полюс, а при воздействии электромагнитного поля пытаются выровняться с ним. Когда поле постоянное, проблем нет, молекулы воды выглядят упорядоченными.

Составив пропорцию я получил полную картину напряжений трансформатора СВЧ.

X = 24,2X2000/220 = 220 В

Y = 0,38X2000/220 = 3,46 В

Если в микроволновке используется импульсный блок питания — маленький, легкий и на транзисторах, то не нужно подавать 220 В на его выход. Также, не нужно подавать 220 В на обмотку накала магнетрона (3,5 В), она не выдержит и сгорит.

Высоковольный предохранитель располагается в разборном корпусе. Сам предохранитель состоит из стеклянной колбы с подпружиненной вставкой на 550 мА. Предохранитель вставляется в латунные держатели. Часто латунные держатели припаяны к контактным предохранителям.

Магнетрон представляет собой высоковольтную высокочастотную лампу. Для работы магнетрона нужно подать 3 В переменного напряжения для разогревания нити накала в лампе и сгенерировать 4,2 кВ переменного напряжения для работы лампы на нагрузку. Проверить работу магнетрона довольно сложно, поэтому вначале нужно прозвонить два вывода магнетрона на корпус. Ни один из выводов магнетрона на корпус прозваниваться не должен, т.е. сопротивление должно быть очень большим. Сами выводы между собой прозваниваются практически накоротко, образуя подогревающую обмотку с током 20 А при напряжении 3 В.

Сама лампа спрятана в корпусе с алюминиевыми радиаторами, которые охлаждают магнетрон во время работы.

На торце расположен сам излучатель прикрытый стальным колпачком. Под ним скрывается конец стальной сплющенной трубки в которой зажат отвод от лампы. Чтобы контакт между корпусом магнетрона и корпусом лампы был надежным, вставляют плетеное кольцо из медной проволоки. Колпачок является важной деталью — создает направленный луч из магнетрона в камеру печи. Иногда при включении СВЧ-печи из места где расположен магнетрон сыплются искры и слышны хлопки. Причиной этого может быть пробой колпачка. Колпачок стоит снять, почистить все нагары и установить. Не стоит заливать колпачок изоляционными материалами — на таких частотах они не могут быть диэлектриками.

После снятия кожуха, крепящегося на винтах обнаруживается магнит, который усиливает поле магнетрона. Точно такой же магнит стоит и в противоположном конце магнетрона. Магниты крепятся завальцованной пластиной, которая подковыривается отверткой и снимается.

Так выглядит лампа магнетрона. Естественно, что ремонту в бытовых условиях не подвергается. Медные катушки с ферритовыми сердечниками являются фильтром. Корпус магнетрона сделан из меди, а по краям – стальные переходники для надежного крепления керамических контактов.

Дальше разборка возможна только при помощи молотка. Если отбить керамику со стороны контактов, то из магнетрона вынимается два скрепленных контакта. Один более длинный, другой – короче. Оба контакта заканчиваются чашечками. Между чашечками должна стоять нихромовая спираль. Именно она прозванивается, если измерять сопротивление между контактами магнетрона. На картинке спираль отсутствует. Но по тому звонится или не звонится спираль нельзя делать вывод о работоспособности магнетрона. Спираль нужна только для нагрева среды внутри лампы.

Вместе с контактами вынимается и омедненная стальная пластина.

Со стороны сплющенной трубки можно рассмотреть медную полоску, соединяющую корпус лампы и трубку.

Сам корпус сделан из меди и внутри разделен на отсеки. Точность в изготовлении довольно высокая, что вероятно определяют и стоимость магнетрона в 30$.

Конденсатор имеет емкость 0,98 МкФ при входном напряжении 2100 В. У конденсатора есть один вход и два спаренных выхода для подключения диодного столба и магнетрона. Можно прозвонить конденсатор с помощью омметра. Как рабочий так и не рабочий оба набирали заряд. Емкость конденсатора в принципе не критична.

Лампа в СВЧ питается напряжением 220 В и имеет мощность 25 Вт. Лампа впаивается напрямую в контактную пластину. Можно использовать лампу для холодильника на 15 Вт. От такой лампы нужно срезать цоколь и припаять выводы в пластину.

В моем случае печь не грела. Магнетрон не прозванивался на корпус, конденсатор набирал заряд, все предохранители были целы. Вначале заменил магнетрон (30$), но греть не стала, зато перегорел высоковольный предохранитель. Вторым элементом я заменил конденсатор (5$). После этого печь заработала. Заодно, раз уж все детали итак новые поменял диодный столб. Из этого можно уяснить, что если выбивает высовольтный предохранитель и магнетрон не коротит на корпус нужно заменить конденсатор. Если просто не греет и все цепи исправны – заменить магнетрон, но перед этим нужно заменить диодный столб.

Принцип работы и схема включения магнетрона микроволновой печи

Микроволновая печь прочно вошла в обиход и стала одним из незаменимых атрибутов любой квартиры. Этот бытовой прибор позволяет за считаные минуты разогреть или приготовить пищу при помощи невидимого для глаза излучения.

Но чтобы узнать, откуда берется это излучение и насколько оно безопасно для человека, необходимо понимать устройство и принцип работы магнетрона микроволновой печи, который и является генератором высокочастотных волн.

Что такое микроволны и как они нагревают пищу

Микроволновым называется электромагнитное излучение с длиной волны от 1 мм до 1 м. Данный вид излучения используется не только в бытовых целях, но также в системах навигации и радиолокации, а кроме того обеспечивает работу сотовой связи и спутникового телевидения.

Микроволны могут генерироваться как искусственным, так и естественным способом (например, на Солнце). Другое название микроволн – это излучение сверхвысокой частоты, или СВЧ.

Во всех типах бытовых микроволновок установлена единая частота излучения, равная 2450 МГц. Данная величина является международным стандартом, которого производители бытовой техники должны строго придерживаться, чтобы их продукция не создавала помехи в работе других микроволновых устройств.

Тепловое воздействие СВЧ-излучения было обнаружено американским физиком Перси Спенсером в 1942 году. Именно он запатентовал применение устройства, генерирующего микроволны, для приготовления пищи, тем самым положив начало использования микроволновых печей в быту.

В последующие несколько десятилетий эта технология была доведена до совершенства, что позволило наладить массовый выпуск простых и недорогих устройств для быстрого разогрева пищи.

Чтобы нагреть какой-либо материал в микроволновой печи, необходимо присутствие в его составе дипольных молекул, то есть молекул, имеющих противоположные электрические заряды на обоих концах.

В пищевых продуктах главным их источником является вода. Под воздействием излучения сверхвысокой частоты эти молекулы начинают выстраиваться вдоль силовых линий электромагнитного поля, меняя свое направление около 5 миллиардов раз в секунду. Возникающее между ними трение сопровождается выделением тепла, которое и нагревает пищу.

Однако микроволны не способны проникнуть глубже, чем на 2-3 см от поверхности продукта, поэтому все, что находится под этим слоем, прогревается за счет теплопроводности от нагретых участков.

Нагрев пищи при помощи СВЧ

Устройство магнетрона и его применение

В большинстве видов микроволновой техники генератором сверхвысокочастотных колебаний является магнетрон. Устройства, похожие по своему принципу действия – клистроны и платинотроны, не получили настолько широкое распространение. Впервые магнетрон был применен в СВЧ-печах в 1960 году. Наиболее часто в технике используется многорезонаторный магнетрон, состоящий из нескольких компонентов:

1. Анод. Представляет собой медный цилиндр, разделенный на сектора с толстыми металлическими стенками. Эти объемные полости и являются резонаторами, создающими кольцевую систему колебаний. На анод подается напряжение порядка 4000 вольт.
2. Катод. Расположен в центральной части магнетрона и представляет собой цилиндр, внутри которого находится нить накаливания. В этой части устройства происходит эмиссия электронов. На подогреватель (нить накала) подается напряжение 3 вольта.
3. Кольцевые магниты. Электромагниты или постоянные магниты большой мощности, расположенные в торцевых частях прибора, необходимы для создания магнитного поля, направленного параллельно оси магнетрона. Движение электронов также осуществляется в этом направлении.
4. Проволочная петля. Она соединена с катодом, закреплена в резонаторе и выведена к антенне-излучателю. Петля служит для вывода сверхвысокочастотного излучения в волновод, после которого оно попадает прямо в камеру микроволновки.

Благодаря простоте конструкции и невысокой стоимости магнетроны нашли применение во многих сферах, но наибольшее распространение они имеют:

• В СВЧ-печах. Помимо быстрого приготовления и размораживания пищи в бытовых печах, магнетроны позволяют также выполнять производственные задачи. Промышленная микроволновая печь может осуществлять нагрев, сушку, плавление, обжиг и многое другое. При этом важно помнить, что микроволновку нельзя включать пустой, поскольку в этом случае излучение не будет ничем поглощаться и вернется обратно на волновод, что может привести к его поломке.
• В радиолокации. Антенна радара, подключенная к волноводу, фактически является коническим облучателем и используется совместно с параболическим отражателем (тарелкой). Магнетрон вырабатывает мощные короткие импульсы энергии с малой длиной волны, часть которой, отражаясь, снова поступает на антенну и далее на чувствительный приемник, обрабатывающий сигнал и выводящий его на экран.

Магнетроны в радиолокации

Принцип работы магнетрона

Работа микроволновой печи основана на преобразовании электрической энергии в электромагнитное излучение сверхвысокой частоты, которое приводит в движение молекулы воды, находящиеся в пище. Дипольные молекулы, постоянно меняющие направление, вырабатывают тепло, которое и позволяет быстро нагреть продукты, при этом сохраняя их полезные свойства. Устройством, которое генерирует микроволны, является магнетрон.

Магнетрон, по сути, является электровакуумным диодом, в работе которого применяется явление термоэлектронной эмиссии. Данное явление возникает в процессе нагрева поверхности эмиттера или катода. Под действием высокой температуры наиболее активные электроны стремятся покинуть его поверхность, но это будет происходить только тогда, когда на анод подается напряжение. При этом возникает электрическое поле, и электроны начинают движение к аноду, направляясь вдоль его силовых линий. Если электроны оказываются в зоне действия магнитного поля, то их траектории отклоняются в сторону направления силовых линий.

Анод магнетрона имеет форму цилиндра с системой полостей, или резонаторов, внутри которого находится катод с нитью накаливания. Два кольцевых магнита, расположенных по краям анода, создают внутри анода магнитное поле, благодаря которому электроны не движутся напрямую от катода к аноду, а меняют свою траекторию, вращаясь вокруг катода. Вблизи резонаторов электроны отдают им часть своей энергии, что приводит к образованию в их полостях мощного сверхвысокочастотного поля, которое выводится наружу с помощью проволочной петли, подключенной к антенне-излучателю.

Чтобы привести в действие магнетрон, необходимо подать на анод высокое напряжение порядка 3-4 тысяч вольт. Поэтому подключение магнетрона к бытовой электросети осуществляется посредством высоковольтного трансформатора. Помимо этого схема включения микроволновой печи включает в себя волновод, передающий излучение внутрь камеры, цепь коммутации, блок управления, а также элементы защиты и охлаждения. Кроме того, внутренние стенки камеры и тонкая металлическая сетка на дверце устройства препятствуют выходу излучения за его пределы.

Схема включения магнетрона

Как магнетрон влияет на мощность СВЧ

Большинство современных производителей микроволновых печей предлагают возможность выбора мощности прибора. От этого параметра, в свою очередь, зависит режим работы (разморозка или нагрев) и скорость нагрева пищи. Однако конструктивные особенности магнетрона не позволяют уменьшить его мощность, поэтому для снижения интенсивности нагрева питание на него подается через определенные промежутки времени. Эти паузы в работе магнетрона можно заметить, если включить микроволновку на средней мощности и прислушаться к звуку ее работы.

Не так давно некоторые производители бытовой техники заявили о появлении ряда моделей микроволновых печей с инверторной схемой питания. Применение этой схемы позволило не только увеличить объем полезного пространства в камере за счет уменьшения габаритов излучателя, но и снизить энергопотребление устройства. В отличие от обычных моделей, температура нагрева в печах инверторного типа меняется плавно, однако их стоимость на порядок выше.

Охлаждение и защита магнетрона

Во время работы магнетрон выделяет большое количество тепла, поэтому на его корпус устанавливается радиатор. Поскольку перегрев является основной причиной выхода из строя магнетрона, то для его защиты применяются и другие методы:

1. Термореле. Данное устройство используется для защиты магнетрона, а также гриля, если он имеется в модели. Термопредохранитель оснащен биметаллической пластиной, которая может быть настроена под определенную температуру. При превышении этого значения она изгибается и размыкает цепь питания.
2. Вентилятор. Он не только обдувает прохладным воздухом радиатор магнетрона, но и выполняет ряд других полезных функций, таких как охлаждение электронных компонентов устройства, циркуляция воздуха внутри камеры во время работы гриля, а также отвод горячего пара наружу через специальные отверстия.
3. Система блокировки. Несколько микропереключателей контролируют положение дверцы микроволновки, не позволяя магнетрону включаться при ее открытом положении.

Можно ли заменить магнетрон

Главное преимущество современных магнетронов для бытовых микроволновых печей в их взаимозаменяемости. На различные модели микроволновок будут подходить магнетроны производства других фирм, поэтому при необходимости их можно менять. При этом единственным необходимым требованием будет соответствие по мощности. Купить магнетрон можно во многих магазинах электроники, однако чтобы сделать правильный выбор, необходимо разобраться в его параметрах и маркировке. Наиболее часто в микроволновках устанавливаются следующие модели магнетронов:

• 2М 213 (600 Вт номинальной мощности и 700 Вт под нагрузкой);
• 2М 214 (1000 Вт);
• 2М 246 (1150 Вт – наибольшая мощность).

Даже изучив все необходимые параметры этого устройства, производить замену магнетрона в домашних условиях не рекомендуется. Во-первых, снять его самостоятельно будет довольно тяжело, а во-вторых, обеспечить его безопасную работу после установки сможет только квалифицированный специалист.

Стандартная конфигурация магнетрона

Диагностика неисправностей и причины их появления

Замена магнетрона может потребовать довольно существенных финансовых затрат, поэтому прежде чем покупать новое устройство, необходимо произвести диагностику старого, чтобы убедиться, что оно действительно неисправно. Проверка может быть выполнена в домашних условиях с помощью обычного тестера. Для этого потребуется:

1. Отключить микроволновку от электросети.
2. Снять защитную крышку и провести визуальный осмотр детали.
3. «Прозвонить» основные элементы печатной платы при помощи тестера или «мультиметра».
4. Провести осмотр термореле.

По окончании диагностики можно сделать выводы о неисправности тех или иных деталей. К основным причинам выхода из строя магнетрона можно отнести следующие: