A működés elve és a mikrohullámú sütő magnetronjának beépítése

A mikrohullámú sütő szilárdan beépült és minden apartman egyik nélkülözhetetlen tulajdonságává vált. Ez a háztartási készülék lehetővé teszi, hogy néhány perc alatt felmelegedjen vagy ételt készítsen a szem számára láthatatlan sugárzás segítségével.

De annak érdekében, hogy megtudja, honnan származik ez a sugárzás és mennyire biztonságos az emberekre, meg kell értenie a készüléket és a mikrohullámú magnetron működési elvét, amely a magas frekvenciájú hullámok generátora.

magnetron

Mik a mikrohullámok és hogyan melegítik az ételt?

A mikrohullámú sugárzást elektromágneses sugárzásnak nevezzük, amelynek hullámhossza 1 mm és 1 m között van. Ezt a sugárzástípust nemcsak háztartási célokra, hanem a navigációs és radarrendszerekben is használják, ezen felül cellás kommunikációt és műholdas televíziót biztosítanak.

A mikrohullámok mesterségesen és természetesen is előállíthatók (például a Napon). A mikrohullámok másik neve a mikrohullámú sugárzás vagy a mikrohullám.

Az összes háztartási mikrohullámú sütő egyetlen sugárzási frekvenciája 2450 MHz. Ez az érték egy olyan nemzetközi szabvány, amelyet a háztartási készülékek gyártóinak szigorúan be kell tartaniuk, hogy termékeik ne zavarják más mikrohullámú készülékek működését.

Mikrohullámú sugárzás

A mikrohullámú sugárzás hőhatását 1942-ben Percy Spencer amerikai fizikus fedezte fel. Ő volt az, aki szabadalmazta egy olyan eszköz használatát, amely mikrohullámú sütőt generál a főzéshez, ezáltal megalapozva a mikrohullámú sütők használatát a mindennapi életben.

Az elkövetkező néhány évtizedben ezt a technológiát tökéletesítették, amely lehetővé tette az egyszerű és olcsó eszközök tömegtermelését a gyors felhasználás érdekében. étel felmelegedés.

Bármely anyag melegítéséhez mikrohullámú sütőben szükséges a dipólmolekulák, azaz olyan molekulák jelenléte, amelyek mindkét végén ellentétes elektromos töltéssel rendelkeznek.

Az élelmiszerekben fő forrásuk a víz. A mikrohullámú sugárzás hatására ezek a molekulák az elektromágneses mező erővonalának mentén vonalba kezdenek, másodpercenként körülbelül 5 milliárdszor változtatnak irányukat. A közti súrlódást hőkibocsátás kíséri, amely melegíti az ételt.

A mikrohullámok azonban nem képesek 2-3 cm-nél mélyebbre hatolni a termék felületétől, tehát minden, ami ezen réteg alatt van, felmelegszik a fűtött területek hővezető képessége miatt.

Mikrohullámú fűtés

Magnetron eszköz és alkalmazása

A legtöbb mikrohullámú készülék típusában a magnetron a mikrohullámú frekvenciák generátora. Azokat az eszközöket, amelyek működési alapelvükben hasonlóak - a klisztroneket és a platinotronokat - nem használják olyan széles körben. A magnetront először mikrohullámú sütőben használták 1960-ban. A leggyakrabban használt technika egy több üregű magnetron, amely több összetevőből áll:

1. Anód. Ez egy rézhenger, vastag fémfalakkal szektorokra osztva. Ezek a térfogati üregek képezik a gyűrű-oszcillációs rendszert létrehozó rezonátorokat. Mintegy 4000 voltos feszültséget kell alkalmazni az anódra.
2. Katód.A magnetron középső részén helyezkedik el, és egy henger, amelynek belsejében van izzószál. Az eszköz e részében elektronkibocsátás történik. A fűtőelemre (izzószálra) 3 voltos feszültséget kell alkalmazni.
3. Gyűrűmágnesek. A készülék végrészeiben található nagy teljesítményű elektromágneseknek vagy állandó mágneseknek szükség van a mágneses mező tengelyével párhuzamosan irányított mágneses mező létrehozására. Az elektronok mozgását ebben az irányban is végrehajtják.
4. Huzal hurok Csatlakoztatva van a katódhoz, rögzítve van a rezonátorban, és az antenna kibocsátójához kerül. A hurkot arra használják, hogy a mikrohullámú sugárzást a hullámvezetőbe továbbítsák, majd közvetlenül a mikrohullámú kamrába jutnak.

Magnetron készülék

A tervezés egyszerűsége és az alacsony költség miatt a mágnesek számos területen alkalmazhatók, ám ezek a leggyakoribbak:

• Mikrohullámú sütőben. A háztartási kemencékben történő gyors főzés és az olvasztás mellett a mágnesek lehetővé teszik a termelési feladatok elvégzését is. Az ipari mikrohullámú sütő melegítheti, száríthatja, megolvaszthatja, sütheti és még sok más. Fontos megjegyezni, hogy a mikrohullámú sütőt nem lehet üresen bekapcsolni, mert ebben az esetben a sugárzást semmi sem fogja elnyelni, és visszatér a hullámvezetőhöz, ami a bomláshoz vezethet.
• Radarban. A hullámvezetőhöz csatlakoztatott radarantenna valójában egy kúpos előtolás, és egy parabolikus reflektorral (lemez) együtt használják. A magnetron nagy, rövid hullámhosszú, rövid energiájú impulzusokat generál, amelyek egy része visszaverődve ismét az antennához, majd az érzékeny vevőhöz jut, amely feldolgozza a jelet és megjeleníti a képernyőn.

Magnetrons radarban

A magnetron működésének elve

A mikrohullámú sütő működése azon alapul, hogy az elektromos energiát ultramagas frekvenciájú elektromágneses sugárzássá alakítják, amely meghajtja az élelmiszerben lévő vízmolekulákat. A folyamatosan változó irányú dipólmolekulák hőt termelnek, amely lehetővé teszi a termékek gyors felmelegítését, miközben megőrzik azok hasznos tulajdonságait. A mikrohullámokat generáló készülék magnetron.

A magnetron valójában egy elektro-vákuum dióda, amelynek működtetésekor a hőionos sugárzás jelenségét alkalmazzák. Ez a jelenség az emitter vagy a katód felületének hevítésekor fordul elő. Magas hőmérséklet hatására a legaktívabb elektronok általában elhagyják a felületét, de ez csak akkor történhet meg, ha az anódra feszültség kerül. Ebben az esetben elektromos mező lép fel, és az elektronok az anód felé mozognak, az erővonala mentén haladva. Ha az elektronok a mágneses mezőben vannak, pályájuk eltérik az erővonalak irányában.

Vákuumdióda

A magnetron anód egy henger alakú, üreges rendszerrel, vagy rezonátorokkal, amelyek belsejében egy izzószállal rendelkező katód van. Az anód széle mentén elhelyezkedő két gyűrűmágnes mágneses mezőt hoz létre az anód belsejében, amelynek következtében az elektronok nem mozognak közvetlenül a katódról az anódra, hanem megváltoztatják az útjukat a katód körül forogva. A rezonátorok közelében az elektronok energiát adnak nekik, ami üregeiben erős mikrohullámú mező kialakulásához vezet, amelyet az emitter antennához kötött huzalhurok segítségével hoznak létre.

A magnetron működtetéséhez 3-4 ezer voltos nagyfeszültséget kell alkalmazni az anódra. Ezért a magnetront egy nagyfeszültségű transzformátoron keresztül háztartási tápegységhez kell csatlakoztatni. Ezenkívül a mikrohullámú sütő kapcsolóköre hullámvezetőt tartalmaz, amely sugárzást továbbít a kamrába, kapcsoló áramkört, vezérlőegységet, valamint védő- és hűtőelemeket.Ezenkívül a kamra belső falai és egy vékony fémháló a készülék ajtaján akadályozzák a sugárzás kijutását rajta.

Magnetron kapcsoló áramkör

Hogyan befolyásolja a magnetron a mikrohullámú energiát?

A legtöbb modern mikrohullámú sütő gyártója lehetőséget kínál az eszköz teljesítményének megválasztására. A működési mód (leolvasztás vagy fűtés) és az étel melegítési sebessége viszont e paramétertől függ. A magnetron tervezési jellemzői azonban nem teszik lehetővé a teljesítmény csökkentését, ezért a fűtés intenzitásának csökkentése érdekében bizonyos időközönként táplálják a tápellátást. Ezek a szünetek a magnetron működésében akkor láthatók, ha közepes erővel bekapcsolják a mikrohullámú sütőt, és hallgatják annak működését.

Nem olyan régen, néhány háztartási készülékgyártó bejelentette, hogy megjelenik számos mikrohullámú sütő modellje, inverteres tápegységgel. Ennek a sémanak a alkalmazása lehetővé tette nemcsak a kamrában a felhasználható tér mennyiségének növelését az emitter méretének csökkentésével, hanem az eszköz energiafogyasztását is. A hagyományos modellektől eltérően az inverter típusú kemencékben a fűtési hőmérséklet simán változik, ám ezek költségei sokkal magasabbak.

Magnetron hűtés és védelem

Működés közben a magnetron nagy mennyiségű hőt bocsát ki, így a testére radiátor van felszerelve. Mivel a túlmelegedés a fő oka a magnetron meghibásodásának, más módszereket is használnak annak védelmére:

1. Hőrelé. Ezt az eszközt a magnetron és a rács védelmére használják, ha a modellben rendelkezésre állnak. A hőbiztosíték bimetál lemezzel van felszerelve, amelyet egy adott hőmérsékletre lehet beállítani. Ha ezt az értéket túllépik, meghajlik és kinyitja az áramkört.
2. A ventilátor. Ez nem csak hűti a magnetron hűtőt hűvös levegővel, hanem számos egyéb hasznos funkciót is végez, mint például a készülék elektronikus alkatrészeinek hűtése, a levegő keringtetése a kamrában a grill működése közben, valamint a forró gőz eltávolítása a speciális nyílásokon keresztül.
3. Zárrendszer. Több mikrokapcsoló vezérli a mikrohullámú ajtó helyzetét, megakadályozva, hogy a magnetron bekapcsoljon, amikor nyitva van.

Hőrelé

Lehetséges-e cserélni a magnetront

A háztartási mikrohullámú sütőkhez tartozó modern mágnesek fő előnye a cserélhetőség. Más vállalatok által gyártott mágnesek alkalmasak a mikrohullámú sütők különféle modelljeire, így szükség esetén megváltoztathatók. Ebben az esetben az egyetlen szükséges követelmény az energiaellátás betartása. Sok elektronikai üzletben megvásárolhat magnetront, azonban a helyes választás megértéséhez meg kell értenie annak paramétereit és címkézését. Leggyakrabban a következő magnetron modelleket telepítik a mikrohullámú sütőbe:

• 2M 213 (600 W névleges teljesítmény és 700 W terhelés alatt);
• 2M 214 (1000 W);
• 2M 246 (1150 W - a legnagyobb teljesítmény).

Még miután megvizsgálta az eszköz összes szükséges paraméterét, nem ajánlott otthon cserélni a magnetront. Először is, meglehetősen nehéz lesz eltávolítani magad, másodszor csak képzett szakember tudja biztosítani a biztonságos működését a telepítés után.

Normál magnetron konfiguráció

A működési zavarok diagnosztikája és azok előfordulásának okai

A magnetron cseréje elég jelentős pénzügyi költségeket igényelhet, ezért új eszköz vásárlása előtt diagnosztizálnia kell a régit, hogy megbizonyosodjon arról, hogy az valóban hibásan működik-e. A tesztelés otthon elvégezhető egy hagyományos teszter segítségével. Ehhez a következőkre lesz szükség:

1. Húzza ki a mikrohullámú sütőt.
2. Távolítsa el a védőburkolatot, és szemrevételezéssel ellenőrizze az alkatrészt.
3. Tesztelővel vagy „multiméterrel” gyűrűzzük a nyomtatott áramköri fő elemeket.
4. Vizsgálja meg a hőrelét.

diagnosztika

A diagnózis végén következtetéseket vonhat le egyes alkatrészek hibás működéséről. A magnetron meghibásodásának fő okai a következők:

• Hibás vákuum kupak. Önmagában cserélheti ki, ha egyszerűen felveszi a hasonló sapkát egy másik magnetrontól. Ezeknek a sapkáknak az ülései szabványos konfigurációval rendelkeznek.
• A melegítő törése. a bekapcsolja az üres mikrohullámú sütőt vagy a magnetron nem megfelelő feltöltése túlmelegedhet, ami túlzott izzószálhoz és töréshez vezethet. Diagnosztizálásához meg kell mérni az ellenállást a kondenzátor lábai között. Ha az értéke 5-7 ohm, akkor a fűtőkészülék működik.
• Az átmeneti kondenzátor lebontása. Ha a tesztelő nem mutat „végtelen” ellenállási értéket az érintkezői között, akkor a kondenzátort ki kell cserélni.