Схема подключения магнетрона – Принцип работы и схема включения магнетрона микроволновой печи

Цепи питания магнетрона | 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.

yourmicrowell.ru

Микроволновая печь витек. Как проверить магнетрон

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.

radiobezdna.ru

Ремонт СВЧ

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Составив пропорцию я получил полную картину напряжений трансформатора СВЧ.

38,4 – 220

380 – X

0,6 – Y

 

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.

Составив пропорцию я получил полную картину напряжений трансформатора СВЧ.

220 – 2000

24,2 – X

0,38 – Y

 

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.







Неисправность

Причина

Устранение

Печь не греет, тарелка вращается, предохранитель магнетрона исправен

Неисправен магнетрон

Заменить магнетрон

Печь не греет, тарелка не вращается, предохранитель магнетрона исправен

Не срабатывает блокировка

Проверить все блокировки

Проверить предохранитель на входе печи

Заменить предохранитель

Неисправен питающий кабель

Срастить место пробоя и изолировать

Печь не греет, тарелка вращается, предохранитель магнетрона неисправен

Неисправен или конденсатор или диодный столб

Заменить конденсатор, диодный столб и предохранитель

www.volt-220.com

Магнетрон



Статьи

Продолжим расказ о устройстве микроволновой печи

Магнетрон

Эта главная деталь микроволновой печи, генерирует СВЧ колебания мощностью 750… 1000 Вт. Этой мощности достаточно для нагревания пищи.

 

Внешний вид магнетрона Samsung ОМ75Р(31) и назначение его основных элементов показано на рис.5. По внешнему виду магнетроны разных производителей очень похожи между собой. Устройство магнетрона показано на рис.6. Он представляет собой электровакуумный диод, его основу составляет анодный медный блок, внутри которого находятся восемь объемных цилиндрических резонаторов (рис.6,а, б), представляющих собой колебательную систему магнетрона. От их размеров зависит генерируемая частота. Для бытовых печей она составляет 2450 МГц. В центре анодного блока находится катод, подогреваемый нитью накала, ток в которой составляет 8…10 А при напряжении 3,15 В. Между анодом и катодом прикладывается импульсное напряжение, которое в амплитуде достигает 5800 В, что соответствует Uд=4000 В, оно создает импульсное электрическое поле, направленное от анода до катода.

Снаружи анодного блока находятся кольцевые магниты, создающие однородное постоянное магнитное поле, силовые линии которых проходят вдоль катода (рис.6,а).

Во время работы магнетрон выделяет большое количество тепла. Чтобы его анод не перегревался, вокруг него установлен радиатор в виде пластин (рис.5,а). Пластины охлаждаются (обдувается) специальным вентилятором (рис.5 и рис.6).

В месте соединения магнетрона с источником питания находится металлическая коробочка (рис.5,а), выполняющая функцию экрана, внутри нее — заградительный СВЧ фильтр, не пропускающий частоту 2450 МГц в цепи питания (рис.5,6). Фильтр состоит из двух проходных высоковольтных конденсаторов емкостью около 370 пФ и двух дросселей с ферритами. Его схема показана на рис.7. Между штырями переходной колодки фильтра также существует емкость, порядка 250 пФ (на рис.7 показана пунктиром), но она существует только благодаря взаимно близкому расположению двух штырей и их проходных конденсаторов, т.е. отдельного (третьего) конденсатора там нет.

Блок питания магнетрона

Блок питания магнетрона, упрощенная схема которого показана на рис.8, предназначен для выработки необходимых питающих напряжений для магнетрона, а именно анодного напряжения +4000 В при токе 300 мА и напряжение накала ~3,15В при токе 10 А. Его основные высоковольтные элементы: трансформатор ТР1 мощностью 850… 1000 Вт, преобразующий ~220 В в

-2000 В и -3,15 В; конденсатор вольтодобавки С1(0,9… 1,1 мкФ) и диод VD1. Два последних элемента удваивают напряжение высоковольтного трансформатора с 2000 В до 4000 В. Такое высокое напряжение, 3800…4000 В, необходимо иметь на аноде магнетрона для его нормальной работы.

Сам процесс удвоения напряжения подробно показан на рис.8,а—д. На этих рисунках показаны амплитудные напряжения блока питания, которые больше действующего напряжения в 1,41 раза.

В первый полупериод высокое (иомпл=2800 В) напряжение с трансформатора (рис.8,а, 6) через открытый диод VD1 заряжает конденсатор С1 (рис.8,а, в). При этом напряжение на магнетроне равно нулю,(рис.8,г), так как открытый диод VD1 шунтирует его. Во втором полупериоде диод VD1 закрывается (рис,8,д) и к магнетрону сразу прикладывается напряжение конденсатора, а после добавляется напряжение отрицательного полупериода высоковольтной обмотки трансформатора ТР1 (рис.8,д, г). Эти два напряжения суммируются и создают на магнетроне высокое рабочее напряжение. Диаграмма их взаимодействия показана на рис.8,б-г.

При достижении на аноде магнетрона Uдейст=3800…4000 В (Uампл= 5350…5800 В) магнетрон входит в рабочий режим, т.е. генерирует частоту 2450 МГц. При уменьшении напряжения на магнетроне ниже порового значения, магнетрон прекращает генерацию, а в конце отрицательной полуволны (рис.8,г) оно снижается до нуля, из-за уменьшения амплитуды напряжения высоковольтной обмотки трансформатора и разряда конденсатора воль-тодобавки. Необходимо отметить, что сам магнетрон представляет собой диод, включенный с противоположной проводимостью по отношению к VD1 (его эквивалентная схема показана на (рис.8,д).

В процессе работы магнетрона конденсатор С1 разряжается на него. Таким образом, магнетрон работает (генерирует) в импульсном режиме (50 импульсов в секунду) и только в отрицательный полупериод высоковольтного напряжения трансформатора (рис.8,б-г, время t2, t3). В каждом импульсе он выдает пакет колебаний частотой 2450 МГц.

Регулирование мощности магнетрона

Магнетрон генерирует постоянную СВЧ мощность, а при приготовлении пищи ее надо изменять. Поэтому в микроволновой печи применен временной способ его

регулировки, путем изменения средней мощности за счет регулирования длительности включенного и выключенного состояния магнетрона за период в 21 с (рис.9). Например, если за 21 с работы СВЧ печи магнетрон работал 21с беспрерывно, то средняя мощность нагрева равна 100% (рис.9,а). Если за 21 с включения печи магнетрон работал 14 с, а 7 с был выключен, то средняя мощность равна 66% (рис.9,6), аналогично и для 33% (рис.9,в).

К началу статьи

Далее

radiopolyus.ru

Восстановление работоспособности микроволновой печи простыми способами

Микроволновая печь (СВЧ-печь) служит довольно долго при соблюдении несложных правил эксплуатации. Когда же эти простые правила нарушаются, то ремонт СВЧ-печи, как и любой ремонт радиоэлектронной аппаратуры, обходится довольно дорого, и иногда является не рентабельным по сравнению с покупкой нового устройства.Самой распространенной причиной неисправности в СВЧ-печи являются неисправности магнетрона, который выходит из строя при перегрузках. Перегрузки магнетрона возника­ют вследствие превышения рассеиваемой на нём мощности. К примеру, установка в рабочую камеру металлической кон­сервной банки или тарелки с металлической окантовкой обыч­но приводит именно к такому печальному результату. Также нельзя включать «пустую» микроволновую печь. Иногда, осо­бенно в случае с недорогими моделями, это так же чрева­то неисправностью и последующим ремонтом. В этих случа­ях замена магнетрона, а, иногда, и высоковольтного диода обязательна. Гораздо менее серьезными последствиями гро­зит выход из строя пластиковой (или слюдяной — в разных печках могут быть разные варианты) заглушки в рабочей камере, представляющей собой деталь прямоугольной фор­мы, размерами 2,5 х 6 см, отделяющий волновод и антенну магнетрона от рабочей камеры печи, куда ставят на разо­грев продукты. Эта заглушка предотвращает попадание ку­сочков пищи в волновод и к антенне магнетрона.

Несмотря на кажущуюся простоту диагностики неисправ­ности, и ее последующего устранения, специалисты не реко­мендуют самостоятельно заниматься ремонтом СВЧ-печи по двум основным причинам: во-первых, можно получить пора­жение электрическим током (так как в электрической цепи магнетрона присутствует напряжение в несколько кВ), а во-вторых, можно облучится от магнетрона — генератора сверх­высокой частотой. И то и другое опасно для вашего здоровья.

Поэтому и я тоже рекомендую доверять ремонт СВЧ-печей специально подготовленным опытным мастерам. А в на­стоящей статье разберем простые случаи, когда можно сэ­кономить на ремонте, ибо простые неисправности диагнос­тируются однозначно, что позволяет, при соблюдении повы­шенных мер безопасности, провести замену главных элемен­тов СВЧ-печи — магнетрона и высоковольтного диода, тем самым быстро и с минимальными расходами восстановив ра­ботоспособность этого популярного бытового устройства.

Разберем две часто встречающиеся неисправности и ме­тоды их локализации. Первая — это неисправности СВЧ-печи, выражающаяся в отсутствии нагрева рабочей камеры, и вторая — в падении мощности.

В первом случае необходимо заменить магнетрон и про­верить исправность высоковольтного диода. Ибо на практи­ке диод часто выходит из строя при неисправности магне­трона. Неисправный магнетрон будет выглядеть абсолютно «как новый», таким образом, внешними признаками никак не выдаст свою неисправность. Проверить нить его накала возможно, но и это не все. Одним из простых способов яв­ляется проверка работы СВЧ-печи «на слух». Включите печь с заранее установленным внутри рабочей камере пищевым продуктом (к примеру, положить пирожок или граненый стек­лянный стакан воды, налитый на 2/3 его объема). Исправ­ная печь будет издавать ровный шум. Потрескивания, гром­кий звук «натужной работы трансформатора» (на обмотку ко­торого нагружена также и цепь питания накала магнетрона) свидетельствует о неисправности. Немедленно выключайте печь и готовьте замену магнетрону.

Чтобы установить качественную работу бытовой СВЧ-печи используйте следующий, довольно распространенный, тест. Возьмите 1 литр воды, залитый в стеклянную банку, установите ее в рабочую камеру, замерьте температуру ка­чественным (достоверным, проверенным) цифровым градус­ником (для быстроты замера), затем включите печь на 62 се­кунды. По окончании нагрева СВЧ-волнами воду в банке перемешайте и вновь измерьте температуру. По разнице тем­ператур определите мощность, исходя из следующего соот­ветствия: разница в ТС соответствует мощность «режима разморозки» 490 Вт. По аналогии разница в 8°С — 560 Вт, 9°С — 630 Вт, 10°С — 700 Вт, 11°С — 770 Вт, 12°С — 840 Вт, 13°С — 910 Вт, 14°С — 980 Вт, 15°С — 1050 Вт, 16°С — 1120 Вт, 17°С — 1200 Вт.

Как проверить магнетрон?

Отсутствие доступных простых способов достоверной про­верки исправности магнетронов в СВЧ печах создает опре­деленные проблемы при ремонте. Предлагаемый ниже метод хоть и требует использования осциллографа в режиме измерения высоких напряже­ний. тем не менее, при­веду его здесь, посколь­ку он позволяет быстро проверить работоспособ­ность магнетрона и ком­понентов высоковольтно­го умножителя, в котором главным элементом явля­ется высоковольтный ди­од. На фото в начале статьи представлен вид на открытый корпус бы­товой СВЧ-печи, вид на магнетрон и источник пи­тания магнетрона.

Магнетрон в схеме бытовой СВЧ-печи используется как один из диодов удвоителя напряжения. Это свойство позво­ляет проверять его как диод при наличии исправного штат­ного диода. Как вариант, просмотр осциллографом формы напряжения на катоде магнетрона позволяет получить ин­формацию о его работоспособности, проблемах и режимах питания. Для этого используют стандартный высоковольтный делитель на 30 кВ (можно использовать самодельный высо­ковольтный делитель, состоящий из 3-х высоковольтных рези­сторов сопротивлением по 33 МОм — каждый и одного 30 кОм, к которому и подключается вход осциллографа). Заземляю­щий вывод надежно подключают к корпусу СВЧ-печи.

При включенной СВЧ-печи на экране осциллографа на­блюдаются отрицательные полупериоды (импульсы 50 Гц), амплитудой до 4 кВ. Уместно заметить, что на форму и амплитуду импульсов влияют элементы высоковольтного ис­точника питания. По изменению формы переднего фронта можно наблюдать вход магнетрона в рабочий режим по ме­ре прогрева накала и устойчивость его работы в активном режиме. С помощью осциллографа выявляют дефектные конденсаторы и высоковольтные диоды. При неработоспособном магнетроне, на экране наблюдается синусоида амплитудой около 2 кВ. Проведя описанный опыт в виде нескольких контрольных измерений на заведомо исправной «микровол­новке», можно получить необходимые навыки для ремонта неисправных СВЧ-установок. Итак, для определения качест­ва магнетрона достаточно включить СВЧ-печь через мощный ЛАТР снизив напряжение её питания на 25…30%. Внешний вид магнетрона, снятого с неисправной бытовой СВЧ-установки, показан на рис.1.

Рис. 1

Внимание, важно!

Разумеется, при измерениях необходимо учитывать на­личие высокого напряжения и соблюдать существующие нор­мы безопасности.

Как установить неисправность высоковольтного диода

Высоковольтный диод в микроволновой печи может при­меняться разных типов, его назначение и принцип работы один. Диод обычно обозначен на плате как DB1, а сам тип может иметь разные обозначения, к примеру, 10С1В 3000 К S13, Shine 50 Hz 1368 и др. Можно заменять высоковольтный диод в разных СВЧ-печах другим аналогичным без ка­кого-либо ущерба для устройства. В моей практике прове­рены замены высоковольтного диода на CL01-12, 060ТМ, HVR-1X, 2X062H, L5KVF. Разные производители по-своему маркируют такой диод.

На рис.2 представлен вид высоковольтного диода, при­меняющегося в современных бытовых СВЧ-печах.

Рис. 2

По электрическим характеристикам высоковольтный ди­од рассчитан на ток до 700 мА при максимальном напряже­нии до 5 кВ. Такими параметрами объясняется также и не­возможность его практической проверки («прозвонки») с помощью обычных мультиметров с максимальным пределом измерения сопротивления 2 МОм. В таком случае тестер показывает «обрыв». Отпирающее диод напряжение заря­жает высоковольтный конденсатор СВЧ-печи до амплитудно­го значения. При этом напряжение на магнетроне очень мало по сравнению с рабочим. При изменении полярности напряжения диод запирается и к магнетрону прикладывает­ся суммарное напряжение на обмотке и конденсаторе.

Чтобы проверить этот высоковольтный диод и убедиться в его работоспособности можно пойти двумя путями. Первое — проверять в режиме измерения сопротивления омметром с пределом измерения сопротивления до 200 МОм (он предназначен для измерения сопротивления изоляции про­водов), второе — проверить практически, включив в цепь переменного напряжения 100-230 В. В бытовых условиях наи­более часто пользуются именно этим способом: с соблюде­нием правил безопасности, одним контактом диод подключа­ют последовательно в электрическую цепь 230 В, (к одному из её проводников) и в режиме измерения постоянного напряже­ния на поддиапазоне 250 В (и выше) мультиметром замеряют напряжение между другим проводником (сети 230 В / 50 Гц) и другим контактом высоковольтного диода. При условии, что напряжение в этом случае есть, и диод предварительной про­веркой омметром не был определен как короткозамкнутый, признается его исправность.

Если упала мощность нагрева СВЧ-печи — это заметно по слабому разогреву продуктов и / или необходимости тра­тить заметно большее время на разогрев, при том, что еще недавно «печка грела хорошо». Разумеется, это случай не является сложным по затратам финансов и времени, и за­мена магнетрона не нужна. Для поиска неисправности рас­смотрим два пути.

Первый. Проверяем визуально слюдяную (или пластико­вую) прокладку в рабочей камере напротив волновода маг­нетрона. Прокладка (иначе ее называют заглушкой) необходимо для защиты антенны магнетрона (волновода) от попа­дания на них частиц самих разогреваемых продуктов. В прин­ципе, прогар слюдяной или пластиковой прокладки — часто встречающаяся неисправности современных СВЧ-печей. Что­бы избежать этой проблемы, прокладку можно дополнитель­но покрасить специальной пищевой эмалью (со стороны ра­бочей камеры СВЧ-печи).

Второй. Проверяем напря­жение питания в розетке непо­средственно у штепселя СВЧ- печи. Установлено, что даже незначительное падение пита­ющего напряжения весьма су­щественно влияет на мощность разогрева продуктов в рабочей камере. Причем, все осталь­ные «атрибуты» работы СВЧ- печи остаются неизменными, и устройство работает как будто бы нормально. Итак, при умень­шении напряжения питания до 200 В СВЧ-печь теряет пример­но 50% мощности. Это надо обязательно учитывать.

При замене проходных кон­денсаторов с закрепленного в печке магнетрона снимаем крышку фильтра. Поддев от­верткой отделяем «общий про­вод» конденсаторов от корпу­са фильтра. Омметром опреде­ляем, пробиты ли конденсато­ры. Практически ремонт про­ходных конденсаторов выводов накала магнетрона осуществить можно, разрушив корпус кон­денсаторов плоскогубцами или кусачками, и подпаяв новые, заведомо исправные конденса­торы любого типа емкостью от 200 пФ и выше на соответствующее рабочее напряжение, затем залить свободное место эпоксидным клеем или компаундом для изоляции выводов конденсаторов.

Но этот путь представляется не очень качественным, ско­рее он удобен там, где никак нельзя поступить иначе. В ус­ловиях рабочей лаборатории вполне можно найти и более продуктивное решение. К примеру, заменить старые проход­ные конденсаторы новыми, заведомо исправными, снятыми, к примеру, с исправной СВЧ-печи. И таким образом осуще­ствить проверку, уменьшив вероятность неисправности в части проходных конденсаторов в цепи накала магнетрона.

Типовая электрическая схема бытовой СВЧ-печи с циф­ровым индикатором представлена на рис.3.

Рис. 3

В каждом из рассмотренных случаев проведение ремонт­ных работ имеет смысл, поскольку это позволяет сэкономить и время, и деньги на ремонт.

Автор: Андрей Кашкаров, г. Санкт-Петербург
Источник: Электрик 6/2016

Возможно, вам это будет интересно:

meandr.org

Конструкция магнетрона | yourmicrowell.ru

Давайте в этой статье поговорим о магнетроне. Как я писал раньше, он является сердцем микроволновой печи. Говоря коротко, магнетрон преобразует электроэнергию в микроволны. Большинство магнетронов выпускаемых современной промышленностью работают на частоте 2440 – 2460МГц.  Нить накала магнетрона рассчитана на 3,3В., а величина анодного напряжения составляет от 4,2Кв. до 4,5Кв. Мощность магнетрона может быть от 500Вт. до 1500Вт. Параметров магнетронов наиболее популярных производителей можно посмотреть «здесь». Не смотря на свою внешнюю простоту, магнетрон представляет собой весьма сложный прибор. Предлагаю рассмотреть магнетрон, что называется, с головы до пят.

    На первом рисунке: вид сбоку, а на втором: вид сверху и снизу. Таким образом, магнетрон состоит из следующих компонентов и выполняют они следующие функции.

  1. Колпачок антенны. Закрывает антенну и является элементом конструкции излучателя.
  2. Изолятор. Керамический изолятор, изолирует излучатель  магнетрона от корпуса.
  3. Фланец крепления. Это то, с помощью чего магнетрон крепится внутри печи. По конструкции фланцы бывают разные, есть горизонтальные, есть вертикальные. Все зависит от конструкции конкретной печи и применяемого в ней магнетрона. Задача фланца – как можно плотнее прижать корпус магнетрона к корпусу печи в месте крепления.
  4. Сетка фильтра. Играет двойную роль. Препятствует прохождению микроволнового излучения через корпус магнетрона и обеспечивает надежный контакт между корпусом печи и магнетроном. Сетка сплетена в несколько слоев из тонкой медной проволоки имеющей специальное покрытие.
  5. Постоянный магнит. Магнитов два, верхний и нижний, представляют собой кольца расположенные на теле магнетрона по краям рабочей области. Магниты создают постоянное магнитное поле внутри магнетрона, необходимое для его работы.
  6. Ребра радиатора. При работе магнетрона выделяется много тепла. Радиатор отводит излишки тепловой энергии в окружающий воздух. Это необходимо, для продолжительной работы магнетрона. Выполнен радиатор как правило, из листовой дюрали, расположен поверх анода магнетрона.
  7. Тело магнетрона. Металлический цилиндр, в который заключена вся конструкция электровакуумного прибора. Основу составляет медный анод с резонаторами.
  8. Корпус. Корпус магнетрона обеспечивает жесткость конструкции, удерживая все составляющие детали на своих местах. Изготовлен корпус, из листовой стали довольно высокой прочности.
  9. Выводы. Концы проводников обеспечивающие контакт между электродами магнетрона и фильтром паразитного излучения.
  10. Катушки фильтра и проходные конденсаторы, которые находятся в изоляторе коробки фильтра вместе, образуют фильтр, который препятствует попаданию в цепи питания печи, паразитного излучения, возникающего в процессе работы магнетрона. Катушки бескаркасные, намотаны толстым медным проводом. Внутрь катушек вставлены ферритовые сердечники обеспечивающие нужные параметры индуктивности катушек.
  11.  Контакты. Обеспечивают подводку питающих напряжений к электродам магнетрона. Имеют обозначение: “FA” и  “F”. Оба контакта соответствуют нити накала магнетрона, а контакт “F” внутри конструкции, соединяется с катодом магнетрона.
  12. Коробка фильтра. Защищает детали фильтра от внешних воздействий, а так же выполняет роль экрана. Выполнена со съемной крышкой.

После того, как мы разобрались с конструкцией магнетрона, можно перейти к изучению принципа его работы.

yourmicrowell.ru

Магнетрон — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Магнетрон — электронный прибор, генерирующий микроволны при взаимодействии потока электронов с электрической составляющей сверхвысокочастотного поля в пространстве, где постоянное магнитное поле перпендикулярно постоянному электрическому полю[1].

В 1912 году швейцарский физик Генрих Грейнахер изучал способы вычисления массы электрона. Он собрал установку, в которой внутрь магнита был помещен электровакуумный диод с цилиндрическим анодом вокруг стержневидного катода. Ему не удалось измерить массу электрона из-за проблем с получением достаточного уровня вакуума в лампе, однако в ходе работы были разработаны математические модели движения электронов в электрических и магнитных полях.[2][3]

Альберт Халл (США) использовал данные модели при попытках обойти патенты Western Electric на триод. Халл планировал использовать для управления потоком электронов между катодом и анодом изменяющееся магнитное поле вместо постоянного электрического. В исследовательских лабораториях General Electric (Schenectady, New York) Халл создал лампы, переключавшие режим через изменение соотношения магнитных и электрических полей. В 1921 году он предложил термин «магнетрон», опубликовал несколько статей об их устройстве и получил патенты.[4] Магнетрон Халла не был предназначен для получения высокочастотных электромагнитных волн. В 1924 году чехословацкий физик А. Жачек[5] и германский физик Эрих Хабан (нем. Erich Habann, Йенский университет) независимо обнаружили возможность генерации магнетроном дециметровых волн (порядка 100 МГц — 1 ГГц).

ru.wikipedia.org