Схема магнетрона: принцип работы и подключение в микроволновой печи — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как устроен магнетрон микроволновой печи. Какова схема его подключения. Как работает магнетрон в СВЧ-печи. Из каких основных частей состоит микроволновка. Как происходит разогрев пищи в микроволновке.

Содержание

Принцип работы магнетрона в микроволновой печи

Магнетрон является ключевым компонентом любой микроволновой печи. Это специальная вакуумная лампа, генерирующая СВЧ-излучение частотой 2,45 ГГц. Но как именно работает магнетрон?

Основные элементы магнетрона:

Катод — источник электронов
Анод — притягивает электроны от катода
Постоянные магниты — создают магнитное поле
Резонаторные полости — формируют СВЧ-колебания
Антенна — выводит СВЧ-энергию

Принцип работы магнетрона:

Нагретый катод испускает электроны
Электроны ускоряются электрическим полем между катодом и анодом
Магнитное поле искривляет траекторию электронов
Электроны, пролетая мимо резонаторов, возбуждают в них СВЧ-колебания

СВЧ-энергия выводится через антенну в волновод

Таким образом, магнетрон преобразует энергию постоянного тока в энергию СВЧ-излучения.

Схема подключения магнетрона в микроволновой печи

Для работы магнетрона требуется высокое напряжение. Как оно формируется в микроволновке?

Основные элементы схемы питания магнетрона:

Высоковольтный трансформатор
Высоковольтный конденсатор
Высоковольтный диод
Собственно магнетрон

Принцип работы схемы:

Трансформатор повышает сетевое напряжение 220В до 2100-2300В
Конденсатор и диод образуют схему удвоения напряжения
На выходе формируется постоянное напряжение около 4000-4200В
Это напряжение подается на анод магнетрона
Отдельная обмотка трансформатора питает нить накала магнетрона (3-3,5В)

Такая схема позволяет получить высокое напряжение, необходимое для работы магнетрона, из обычной бытовой сети 220В.

Основные компоненты микроволновой печи

Микроволновая печь — сложное устройство, состоящее из множества компонентов. Каковы основные части СВЧ-печи?

Ключевые элементы конструкции микроволновки:

Магнетрон — генератор СВЧ-излучения
Волновод — направляет излучение в камеру
Камера — металлический резонатор для СВЧ-волн
Вращающийся поддон — обеспечивает равномерный нагрев
Система управления — задает режимы работы
Система охлаждения — отводит тепло от магнетрона
Защитные блокировки — предотвращают утечку излучения

Каждый из этих компонентов играет важную роль в работе микроволновой печи. Их правильное взаимодействие обеспечивает эффективный и безопасный нагрев пищи.

Механизм нагрева пищи в микроволновой печи

Микроволновая печь разогревает пищу совершенно иначе, чем обычная духовка. Как именно происходит нагрев в СВЧ-печи?

Основные этапы нагрева пищи в микроволновке:

Магнетрон генерирует СВЧ-излучение частотой 2,45 ГГц
Излучение проникает в продукты на глубину 2-5 см
Молекулы воды в пище начинают колебаться с этой частотой
Колебания молекул вызывают трение между ними
Трение приводит к выделению тепла внутри продукта
Тепло распространяется по всему объему пищи

Такой способ нагрева имеет ряд преимуществ:

Быстрый разогрев продуктов
Равномерный нагрев по всему объему
Сохранение влаги в пище
Минимальное изменение структуры продуктов

Именно поэтому микроволновые печи стали такими популярными для быстрого разогрева пищи.

Мощность магнетрона и эффективность микроволновой печи

Мощность магнетрона — ключевой параметр, определяющий эффективность микроволновой печи. От чего она зависит и как влияет на работу СВЧ-печи?

Факторы, влияющие на мощность магнетрона:

Напряжение питания анода (обычно 4000-4200В)
Ток анода (около 300-350 мА)
Напряжение накала (3-3,5В)
Конструкция резонаторных полостей
Сила магнитного поля

Как мощность магнетрона влияет на работу микроволновки:

Определяет скорость нагрева пищи
Влияет на глубину проникновения СВЧ-волн в продукты
Задает максимальный объем разогреваемой пищи
Определяет энергопотребление печи

Обычно мощность магнетрона в бытовых СВЧ-печах составляет 600-1000 Вт. При этом КПД преобразования электроэнергии в СВЧ-энергию достигает 65-70%.

Система охлаждения магнетрона в микроволновой печи

Магнетрон сильно нагревается во время работы. Как организовано его охлаждение в микроволновой печи?

Основные элементы системы охлаждения магнетрона:

Вентилятор

Воздуховоды
Радиатор на корпусе магнетрона
Термопредохранитель

Принцип работы системы охлаждения:

Вентилятор создает поток воздуха
Воздух проходит через радиатор магнетрона
Тепло отводится от корпуса магнетрона
Нагретый воздух выводится через воздуховоды
Термопредохранитель отключает питание при перегреве

Эффективное охлаждение критически важно для работы магнетрона. Без него срок службы этого дорогостоящего компонента существенно сокращается.

Защитные системы в конструкции микроволновой печи

Микроволновая печь работает с высоким напряжением и СВЧ-излучением. Какие защитные системы обеспечивают ее безопасность?

Основные элементы защиты в микроволновке:

Блокировка двери (3 независимых выключателя)
Металлическая сетка на дверце

Термопредохранители
Плавкие предохранители
Защита от включения без нагрузки

Как работают защитные системы:

Блокировка двери отключает магнетрон при открывании
Сетка на дверце не пропускает СВЧ-излучение наружу
Термопредохранители отключают питание при перегреве
Плавкие предохранители защищают от коротких замыканий
Датчик нагрузки не дает включить пустую печь

Благодаря этим системам современные микроволновые печи являются безопасными бытовыми приборами при правильной эксплуатации.

1.6.1. Источник питания магнетрона. Микроволновые печи нового поколения [Устройство, диагностика неисправностей, ремонт]

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

Устройство микроволновки.

Устройство и конструкция СВЧ-печи

Главная деталь в любой СВЧ печи – это магнетрон. Магнетрон – это такая специальная вакуумная лампа, которая создаёт СВЧ-излучение. СВЧ-излучение весьма интересным образом воздействует на обычную воду, которая содержится в любой пище.

При облучении электромагнитными волнами частотой 2,45 ГГц молекулы воды начинают колебаться. В результате этих колебаний возникает трение. Да, обычное трение между молекулами. За счёт трения выделяться тепло. Оно то и разогревает пищу изнутри. Вот так вкратце можно объяснить принцип действия микроволновки.

Конструкция микроволновки.

Конструктивно микроволновая печь состоит из металлической камеры, в которой приготавливается пища. Камера снабжена дверцей, которая не позволяет излучению выйти наружу. Для равномерного разогрева пищи внутри камеры установлен вращающийся столик, который приводится в движение мото-редуктором (мотором), который сокращённо называется T.T.Motor (Turntable motor).

СВЧ-излучение генерируется магнетроном и через прямоугольный волновод подаётся в камеру. Для охлаждения магнетрона во время работы служит вентилятор F.M (Fan motor), который прогоняет холодный воздух через магнетрон. Далее нагретый воздух от магнетрона через воздуховод направляется в камеру и также используется для нагрева пищи. Через специальные неизлучающие отверстия часть нагретого воздуха и водяной пар выводится наружу.

В некоторых моделях СВЧ-печей для формирования равномерного нагрева пищи используется диссектор, который устанавливается в верхней части камеры микроволновки. Внешне диссектор напоминает вентилятор, но он предназначен для создания определённого типа СВЧ-волны в камере так, чтобы осуществлялся равномерный прогрев пищи.

Электрическая схема микроволновки.

Давайте взглянем на упрощённую электрическую схему рядовой микроволновки (кликните для увеличения).

Как видим, схема состоит из управляющей части и исполнительной. Управляющая часть, как правило, состоит из микроконтроллера, дисплея, кнопочной или сенсорной панели, электромагнитных реле, зуммера. Это «мозги» микроволновки. На схеме всё это изображено отдельной платой с надписью Power and Control Curcuit Board. Для питания управляющей части микроволновки используется небольшой понижающий трансформатор. На схеме он отмечен как L.V.Transformer (показана только первичная обмотка).

Микроконтроллер через буферные элементы (транзисторы) управляет электромагнитными реле: RELAY1, RELAY2, RELAY3. Они включают/выключают исполнительные элементы СВЧ-печи в соответствии с заданным алгоритмом работы.

Исполнительные элементы и цепи — это магнетрон (Magnetron), мото-редуктор столика T.T.Motor (Turntable motor), охлаждающий вентилятор F.M (Fan Motor), ТЭН гриля (Grill Heater), лампа подсветки O.L (Oven Lamp).

Особо отметим исполнительную цепь, которая является генератором СВЧ-излучения.

Начинается эта цепь с высоковольтного трансформатора (H.V.Transformer). Он самый здоровый в микроволновке. Собственно, это и не удивительно, ведь через него нужно прокачать мощность в 1500 — 2000 Вт (1,5 — 2 kW), необходимых для магнетрона. Выходная же (полезная) мощность магнетрона 500 — 850 Вт.

К первичной обмотке трансформатора подводится переменное напряжение сети 220V. С одной из вторичных обмоток снимается переменное напряжение накала 3,15V. Оно подводится к накальной обмотке магнетрона. Накальная обмотка необходима для генерации (эмиссии) электронов. Стоит отметить, что ток, потребляемый этой обмоткой, может достигать 10A.

Другая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, а также схема удвоения напряжения на высоковольтном конденсаторе (H.V.Capacitor) и диоде (H.V. Diode) создаёт постоянное напряжение в 4kV для питания анода магнетрона. Ток анода небольшой и составляет где-то 300 мА (0,3A).

В результате электроны, эмитированные накальной обмоткой, начинают своё движение в вакууме.

Особая траектория движения электронов внутри магнетрона создаёт СВЧ-излучение, которое и нужно нам для нагрева пищи. СВЧ-излучение отводится из магнетрона с помощью антенны и поступает в камеру через отрезок прямоугольного волновода.

Вот такая несложная, но весьма изощрённая схема является неким СВЧ-нагревателем. Не стоит забывать, что сама камера СВЧ-печи является элементом данного СВЧ-нагревателя, так как представляет, по сути, резонатор, в котором возникает электромагнитное излучение.

Кроме этих элементов в схеме микроволновой печи есть множество защитных элементов (см. термовыключатели KSD и аналоги.). Так, например, термовыключатель контролирует температуру магнетрона. Его штатная температура при работе где-то 80⁰ – 100⁰C. Этот термовыключатель крепится на магнетроне. По умолчанию он не показан на упрощённой схеме.

Другие защитные термовыключатели подписаны на схеме, как OVEN THERMAL CUT-OUT (устанавливается на воздуховоде), GRILL THERMAL CUT-OUT (контролирует температуру гриля).

При наличии нештатной ситуации и перегреве магнетрона термовыключатель размыкает цепь, и магнетрон перестаёт работать. При этом термовыключатель выбирается с небольшим запасом — на температуру отключения 120 – 145⁰С.

Весьма важными элементами микроволновой печи являются три переключателя, которые встроены в правый торец камеры СВЧ-печи. При закрытии передней дверцы два переключателя замыкают свои контакты (PRIMARY SWITCH – главный выключатель, SECONDARY SWITCH– вторичный выключатель). Третий – MONITOR SWITCH (контрольный выключатель) – размыкает свои контакты при закрытии дверцы.

Неисправность хотя бы одного из этих выключателей приводит к неработоспособности микроволновки и срабатыванию плавкого предохранителя (Fuse).

Чтобы снизить помехи, которые поступают в электросеть при работающей СВЧ-печи, имеется сетевой фильтр — NOISE FILTER.

Дополнительные элементы микроволновки.

Кроме базовых элементов конструкции, микроволновка может быть оснащена грилем и конвектором. Гриль может быть выполнен в виде нагревательного элемента (ТЭН’а) или инфракрасных кварцевых ламп. Эти элементы микроволновки очень надёжны и редко выходят из строя.

Нагревательные элементы гриля: металло-керамический (слева) и инфракрасный (справа).

Инфракрасный нагреватель представляет собой 2 последовательно включенные инфракрасные кварцевые лампы на 115V (500 — 600W).

В отличие от микроволнового нагрева, который происходит изнутри, гриль создаёт тепловое излучение, которое разогревает пищу снаружи внутрь. Гриль разогревает пищу медленнее, но без него невозможно приготовить поджаристую курочку .

Конвектор — это, не что иное, как вентилятор внутри камеры, который работает в паре с нагревателем (ТЭН’ом). Вращение вентилятора обеспечивает циркуляцию горячего воздуха в камере, что способствует равномерному прогреву пищи.

Про фьюз-диод, высоковольтный конденсатор и диод.

Элементы в цепи питания магнетрона обладают интересными свойствами, которые нужно учитывать при ремонте микроволновки.

Так, по умолчанию, высоковольтный конденсатор (H.V.Capacitor) имеет встроенный резистор.
Он служит для разряда конденсатора. Дело в том, что конденсатор находится под высоким напряжением (2 кВ), и поэтому после выключения СВЧ-печи требуется его разряд. Это предохранительная мера. Также бывает, что резистор внутри конденсатора перегорает, и конденсатор не разряжается. Поэтому перед проведением ремонта микроволновки рекомендуется принудительно разряжать конденсатор на корпус.
Внешний вид высоковольтного конденсатора 1.0µF * 2100V AC.
Высоковольтный диод (H.V. Diode) является комбинированным элементом и состоит из целой вереницы последовательно включенных диодов. Это позволяет составному диоду работать с высоким напряжением. Но в этом кроется подвох. Дело в том, что протестировать такой диод стандартной методикой проверки не удастся. Мультиметр просто не сможет «открыть» такой диод из-за того, что пороговое (прямое) напряжение отпирания (V_F) диодов складываются. В результате в прямом и обратном включении высоковольтный диод будет иметь высокое сопротивление.
Так, например, для диода HVR-1X3 максимальное прямое напряжение (V_F) составляет 11V. Если учесть, что обычно падение напряжения на переходе в прямом включении (V_F) у кремниевых диодов составляет 1 — 1.1V, то получается, что в диоде HVR-1X3 ориентировочно смонтировано 10 последовательно включенных диодов.
Максимальное постоянное обратное напряжение такого диода — 12kV!
В некоторых микроволновых печах параллельно высоковольтному конденсатору устанавливается фьюз-диод (защитный диод). По сути, фьюз-диод — это двунаправленный высоковольтный супрессор. Он служит для того, чтобы защитить конденсатор от завышенного рабочего напряжения, которое чревато выходом из строя последнего. Но на практике чаще бывает так, что он сам и выходит из строя. В таком случае ремонтники просто удаляют его из цепи, как ненужный аппендикс. На деле оказалось, что микроволновки прекрасно работают и без такого диода.

Для тех, кто желает более детально разобраться в устройстве СВЧ-печей, подготовлен архив с сервисными инструкциями микроволновых печей (Daewoo, SANYO, Samsung, LG). В инструкции приведены принципиальные схемы, схемы разборки, рекомендации по проверке элементов, список комплектующих.

Также рекомендуем ознакомиться с книгой «Ремонт микроволновых печей».

Главная &raquo Мастерская &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Конструкция резонансного магнетрона

Резонансный магнетрон состоит из анодного блока, который представляет собой, как правило, металлический толстостенный цилиндр с прорезанными в стенках полостями, выполняющими роль объёмных резонаторов. Резонаторы образуют кольцевуюколебательную систему. К анодному блоку закрепляется цилиндрический катод. Внутри катода закреплён подогреватель. Магнитное поле, параллельное оси прибора, создаётся внешними магнитами или электромагнитом.

Для вывода СВЧ энергии используется, как правило, проволочная петля, закреплённая в одном из резонаторов, или отверстие из резонатора наружу цилиндра.

Резонаторы магнетрона образуют кольцевую колебательную систему, около них происходит взаимодействие пучка электронов и электромагнитной волны. Поскольку эта система в результате кольцевой конструкции замкнута сама на себя, то её можно возбудить лишь на определённых видах колебаний, из которых важное значение имеет π-вид. Такая система имеет не одну, а несколько резонансных частот, при которых на кольцевой колебательной системе укладывается целое число стоячих волн от 1 до N/2 (N — число резонаторов). Наиболее выгодным является вид колебаний, при котором число полуволн равно числу резонаторов (так называемый π-вид колебаний). Этот вид колебаний назван так потому, что напряжения СВЧ на двух соседних резонаторах сдвинуты по фазе на π.

Для стабильной работы магнетрона (во избежание перескоков во время работы на другие виды колебаний, сопровождающиеся изменениями частоты и выходной мощности) необходимо, чтобы ближайшая резонансная частота колебательной системы значительно отличалась от рабочей частоты (примерно на 10 %). Так как в магнетроне с одинаковыми резонаторами разность этих частот получается недостаточной, её увеличивают либо введением связок в виде металлических колец, одно из которых соединяет все чётные, а другое все нечётные ламели анодного блока, либо применением разнорезонаторной колебательной системы (чётные резонаторы имеют один размер, нечётные — другой).

Отдельные модели магнетронов могут иметь различную конструкцию. Так, резонаторная система выполняется в виде резонаторов нескольких типов: щель-отверстие, лопаточных, щелевых и т. д.

Магнетрон устройство и принцип работы

Как работает микроволновка — принцип работы СВЧ и магнетрона

Микроволновая печь, более известная как микроволновка – полезный кухонный прибор, который в разы упрощает повседневную жизнь. Имея ее в своем арсенале, не придется подолгу возиться на кухне, подогревая пищу. Микроволновую печь еще называют СВЧ-печью.

Задача этого бытового электроприбора – быстрое приготовление или быстрый подогрев приготовленной пищи, размораживание продуктов. Если сравнивать с классической печью, например, духовкой, микроволновка разогревает продукты не с поверхности, а по всему объему.

Микроволны, глубоко проникая практически в любую пищу, в разы сокращают время разогрева. В статье пойдет речь о принципе работы и устройстве этой техники, незаменимой на кухне.

Принцип работы микроволновой печи

Чтобы разобраться с этим, необходимо немного вводных данных. Большинство продуктов питания в своем составе содержат следующие вещества: соли, жиры, сахар, воду. Чтобы микроволны «работали», то есть грели пищу, в продуктах должны быть дипольные молекулы.

С одной стороны у них положительный электрический заряд, с другой – отрицательный. В пище этих молекул достаточно – это жиры и сахар, но главный диполь – молекула воды.

В овощах, мясе, фруктах и рыбе содержится большое число дипольных молекул, количество которых достигает миллионов. Если электрического поля нет, молекулы располагаются в хаотическом порядке.

При наличии электромагнитного поля, они начинают «выстраиваться»: «плюс» направлен в одну сторону, «минус» в другую. Когда поле меняет полярность, молекулы «разворачиваются» на 180 градусов.

В СВЧ-печах микроволны имеют частоту 2450 Мгц. 1 герц = 1 колебанию за секунду. Мегагерц – миллион колебаний. Полярность меняется дважды за один период волны.

Когда на продукты воздействует микроволновое излучение, молекулы в них начинают вращаться чаще, буквально стираясь друг о друга. При этом выделяется тепло, которое и служит источником нагрева продуктов.

Но, тепло «идет» дальше – включается физика теплопроводности. Отсюда же следует совет: если нужно разогреть большой кусок мяса, лучше выставить микроволновую печь на среднюю мощность. Так он прогреется лучше, хоть на это и уйдет больше времени. Тепло из наружных слоев начнет проникать внутрь.

Аналогично дела обстоят и с супами: их лучше периодически вынимать из печи и перемешивать, помогая теплу пробиться внутрь.

В выпускаемых сейчас моделях печей может быть функция «Двойного излучения» — это говорит о раздвоенном источнике излучения. Благодаря этому разделению продукты прогреваются равномернее, а СВЧ-печь имеет повышенный КПД.

Схема СВЧ печи

Наглядным примером послужит модель микроволновки Samsung RE290D. Принципиальная электрическая схема поможет понять, как работают печи от любых производителей. Отличаться они могут разве что специфическими модификациями. Сама схема представлена на фото.

В левой части заметно, что заземляющий контакт вилки соединяется с корпусом, а тот подключен от средней точки конденсаторной развязки фильтра, снижающего помехи высокочастотного излучения.

В области входа питания находится предохранитель плавного типа – FU1. Для проверки его состояния пользуются электрическими методами – прозванивают цепь мультиметром, работающим в режиме омметра.

Чтобы магнетрон – источник излучения, начал «работать», контакты исправности дверцы размыкаются, а все остальные – замыкаются. Если их отключить, причем любой, то с высоковольтного трансформатора снимется питающее напряжение.

В схеме есть термические предохранители-датчики (2 шт.), которые, в зависимости от температуры корпуса магнетрона и рабочей камеры, размыкаются и замыкаются. У первого – периодическая работа. Он защищает магнетрон от перегрева. Второй срабатывает, если неисправен вентилятор или засорились вентиляционные отверстия.

Контакт страхующего реле обеспечивает подключение электродвигателей таймера и охлаждающего вентилятора. Если предохранитель «Monitor Fuse» перегорит, обмотка реле выходит из строя.

Переключатель, отвечающий за выбор мощности, находится на таймере. Он, следуя алгоритмам, снимает напряжение со схемы магнетрона.

Его задача – ограничение импульса, вызванного разрядом конденсатора (он может получить заряд до того, как включится). Это обеспечивает плавный запуск микроволновой печи.

Силовая схема этой печи от Самсунг проста для тех, кто в этом разбирается. Главное различие в СВЧ-печах – электронные блоки, с разной конструкцией и функциональными возможностями.

Устройство микроволновки

Внутри микроволновки есть несколько обязательных деталей, поэтому не лишним будет знать, какова их роль. Внутреннее строение имеет следующую конструкцию: металлическая камера, в которой происходит нагрев пищи и дверца, предотвращающая выход излучения наружу.

Чтобы продукты питания разогревались равномернее, для этого в камере предусмотрен вращающийся столик, работающий от мото-редуктора (мотора). Но есть и другие ответственные детали.

Блок управления

Панель управления бывает:

Блок управления поддерживает заданную мощность и выключает устройство по истечении заданного времени.

Внутри электронного блока – микроЭВМ с богатым потенциалом, поэтому в ходе производства печей ему находят другое применение. Например, встраивают часы или отрывки мелодий, которые сигнализируют об окончании работы.

Сама схема устроена по-разному. Простейшая представляет собой круговые регуляторы, один из которых – таймер. Бывает и гибридная система – с кнопками. Она, по сравнению с «механикой» более функциональна.

Все чаще встречается блок управления в виде сенсорной панели. Принципом работы она аналогична механическим кнопкам, только надежнее. Продвинутые схемы поддерживают «программирование» — настраивается мощность и время выдачи излучения.

Блок генерации СВЧ излучения

Это «сердце» микроволновой печи. Выглядит элемент как вакуумная лампа, которую можно было встретить в старых кинескопных телевизорах.

Блок генерации включает не единственный СВЧ-источник. Чтобы волны поступали в рабочую зону печи, в ней предусмотрены волноводы. Расположены они за слюдяной пластиной, которая «прячется» за боковой стенкой.

Системы основной и вторичной защиты

Контрольные датчики следят за тем, чтобы ключевые электронные и аппаратные части работали исправно, а не в аварийном режиме. Их функция – обеспечение безаварийной работы микроволновой печи и предотвращение опасных сбоев.

Чтобы защитить человека от воздействия микроволн, в СВЧ-печах есть запорный механизм, состоящих из нескольких выключателей:

Primary Switch;
Secondary Switch;
Door Switch;
Monitor Switch.

Задача дверного (door) выключателя – блокировать работу реле регулировки мощности. Устанавливается он преимущественно в технике с электронным блоком управления.

Функции микроволновки

Микроволновую печь большинство используют просто для нагрева пищи. Но эта техника способна на большее. С ее помощью можно даже готовить шашлык, курицу-гриль, выпекать картошку и так далее.

Единственное, режим «гриль» требует мощности в 1500 Вт, значит света «тянуть» печь будет немало. Да и магнетрон – блок, генерирующий излучение, не вечен.

Поэтому, чем реже пользоваться печью, тем дольше она прослужит. Сейчас редко кто полностью отказывается от традиционных плит в пользу микроволновок.

Перечь функций, доступных в СВЧ-печах и их назначение:

подвижный гриль. Позволяет менять угол наклона. Те, кто предпочитает курицу-гриль, выбирают печи с этой функцией;
конвекция. Обдув продуктов питания горячим воздухом. Как заявляют производители, эта функция предназначена для выпекания. Правда, модели печей с нею дорогие, тяжелые и громоздкие. Неудивительно, так как сзади техники ставится немаленький вентилятор, нагнетающий воздух;
биопокрытие. Иначе – керамическое покрытие, хотя производители именуют их по-разному. Его преимущества: стойкость, прочность, биологическая инертность (микробы не будут размножаться внутри печи, даже если долго ее не мыть). Чем дороже модель микроволновки, тем «навороченней» в ней покрытие;
автоприготовление. Это функция, встречающаяся в технике компании LG. Есть программы, полностью автоматизированные, предназначенные для готовки определенного блюда. К примеру, готовится каша. С этим режимом остается только выбрать вес продукта, а мощность и время зададутся автоматически;
размораживание. Все просто – печь работает на минимальной мощности, необходимой для разморозки продуктов;
Intellowave. Система, позволяющая равномерно прогреть еду, например, большой кусок мяса. Встроенные датчики «наблюдают» за отдельными участками продукта, определяя температуру поверхности и регулируя мощность;
подача пара. Дополнительная возможность, предотвращающая пересушивание пищи в ходе приготовления;
проветривание рабочей камеры. Полезно, если хочется, чтобы новое блюдо не пропиталось оставшимися запахами.

Что такое магнетрон

Магнетрон в микроволновке – это элемент, генерирующий высокочастотное излучение в рабочей камере. Излучаемые электромагнитные волны воздействуют на молекулы, содержащиеся в пище, из-за чего она разогревается. То есть для подогрева не требуется внешнее тепловое воздействие.

Именно по этой причине температура в микроволновках не превышает отметку в +100 градусов Цельсия. Магнетрон – основная деталь, которая иногда выходит из строя. Ее можно заменить на новую, но для этого учитывается полная совместимость по мощности, частоте, расположению клемм.

Принцип работы магнетрона

Микроволновая печь работает так: она преобразует электроэнергию в высокочастотное электромагнитное излучение. В результате, молекулы воды, содержащиеся в пище, начинают «двигаться», что приводит к разогреву. Устройство, генерирующее микроволны, называется магнетроном.

Нередко магнетрон сравнивают с электровакуумным диодом, который работает за счет явления термоэлектронной эмиссии. Явление образуется, если нагревается поверхность катода или эмиттера.

Высокая температура «вынуждает» активные электроны покинуть поверхность. Но для этого на анод должно подаваться напряжение.

Образуемое электрическое поле приводит электроды в движение, которые по силовым линиям направляются к аноду. Электрон, оказавшийся в области магнитного поля, меняет свою траекторию.

Их траектория нарушается, и они начинают вращаться вокруг катода. Электроны, проходящие около резонаторов, отдают им часть собственной энергии (взаимозаменяемость). В результате в полости образуется мощное сверхвысокочастотное поле, выводимое наружу посредством проволочной петли.

Магнетрон «запускается», когда на анод подается высокое напряжение – 3000 – 4000 В. По этой причине в бытовых электросетях магнетрон должен подключаться через высоковольтный трансформатор.

Устройство магнетрона

Магнетрон – элемент, ответственный за генерацию высокочастотных колебаний. Есть устройства с похожим принципом действия – клистроны и платинотроны, но они не получили должного распространения.

Впервые магнетрон задействовали в СВЧ-печи в 1960 году. Сейчас используется многорезонаторный элемент. Его компоненты и их описания:

анод. Цилиндр из меди, состоящий из нескольких секторов. В нем есть полости-резонаторы, которые создают кольцевую систему колебаний;
катод. Цилиндр с нитью накаливания, расположенный в центре магнетрона. Эта часть ответственна за эмиссию электронов;
кольцевые магниты. Расположены на торцах печи. Они создают магнитное поле, направленное параллельно они магнетрона. Электроны движутся в том же направлении;
проволочная петля. Находится в резонаторе, соединяется с катодом и выводится к антенне-излучателю. Задача петли – вывод высокочастотного излучения в волновод. Оттуда оно поступает в рабочую камеру микроволновки.

Подключение магнетрона

Схема включения – однополупериодное выпрямление высоковольтного напряжения. Выход трансформатора работает в режиме короткого замыкания выходной обмотки (не дольше 5 минут).

Испорченный магнетрон нет смысла нести в ремонт – даже хорошо оснащенные мастерские этим не занимаются. Поэтому приобретают новую деталь.

Извлекая ее из микроволновки, помечают контакты разъемов, чтобы не перепутать их при переустановке. При неправильном подключении выводов магнетрон работать не будет.

Но подойдет аналогичная деталь. Мощность выбирается та же или выше, крепления и разъемы подключения должны совпадать.

Независимо от производителя, магнетроны имеют единое устройство, отличается только конструкция. Поэтому, заменяя деталь, нужно убедиться, что аналог плотно прилегает к волноводу.

Благодаря серийному изготовлению СВЧ блоков микроволновка становится простой, но полезной в условиях кухни техникой, которая в разы облегчает процедуру приготовления или разогрева пищи. Обслуживать ее легко, а конструкция не предполагает незаменимых деталей, что повышает надежность. Бытует мнение, что излучения от микроволн – вредны, но это не более чем миф.

Магнетроны. Устройство и работа. Виды и применение. Как выбрать

Магнетроны называются электронные приборы, в которых образуются колебания сверхвысокой частоты при помощи модуляции потока электронов. Магнитные и электрические поля в нем действуют с большой силой. Наиболее распространенная модификация магнетрона – это многорезонаторный.

Впервые магнетрон был создан в Америке в 1921 году. С течением времени эксперименты с ним продолжались. В результате появилось множество видов магнетронов, использующихся в радиоэлектронике. В 1960 году приборы стали использоваться в печах сверхвысокой частоты для домашнего применения. Менее распространены клистроны, платинотроны, которые основаны на этом же принципе действия.

Устройство и принцип работы

1 — Анод
2 — Катод
3 — Накал
4 — Резонансная полость
5 — Антенна

Магнетроны резонансного типа состоят из:

Анодный блок . Представляет собой толстостенный металлический цилиндр с полостями в стенках. Эти полости являются объемными резонаторами, которые создают колебательную кольцевую систему.
Катод . Он имеет цилиндрическую форму. Внутри него размещен подогреватель.
Внешние электромагниты или постоянные магниты . Они создают магнитное поле, которое параллельно оси прибора.
Проволочная петля . Она применяется для вывода сверхвысоких частот, и закреплена в резонаторе.

Резонаторы создают кольцевую систему колебаний. Возле них пучки электронов воздействуют на электромагнитные волны. Так как эта система выполнена замкнутой, то она способна возбудиться только на определенных частотах колебаний. При нахождении рядом с рабочей частотой других частот, случается перескакивание частоты и нарушается стабильность работы устройства.

Чтобы исключить такие отрицательные эффекты магнетроны с одинаковыми резонаторами оснащаются разными связками, либо используются магнетроны с отличающимися размерами резонаторов.

Магнетроны разделяют по виду резонаторов:

Лопаточные.
Щель-отверстие.
Щелевые.

В магнетронах применяется движение электронов в перпендикулярных магнитных и электрических полях, созданных в зазоре кольца между анодом и катодом. Между ними подается напряжение (анодное), которое образует радиальное электрическое поле. Под воздействием этого поля электроны вырываются из нагретого катода и устремляются к аноду.

Анодный блок находится между полюсов магнита, образующего магнитное поле, которое направлено вдоль оси магнетрона. Магнитное поле действует на электрон и отклоняет его на спиральную траекторию. В промежутке между анодом и катодом создается вращательное облако, похожее на колесо со спицами. Электроны возбуждают в объемных резонаторах колебания высокой частоты.

Отдельно каждый резонатор является колебательной системой. Магнитное поле концентрируется внутри полости, а электрическое поле сосредоточено у щелей. Энергия выводится из магнетрона с помощью индуктивной петли. Она размещена в соседних резонаторах. Электроэнергия подключается к нагрузке коаксиальным кабелем.

Нагревание токами высокой частоты производится в волноводах различного сечения, либо в объемных резонаторах. Также нагревание может производиться электромагнитными волнами.

Приборы работают от выпрямленного тока по простой схеме выпрямления. Устройства небольшой мощности способны работать от переменного тока. Рабочая частота тока магнетронов может достигать 100 ГГц, мощностью до нескольких десятков киловатт в постоянном режиме, и до 5 мегаватт в режиме импульсов.

Устройство магнетрона довольно простое. Его стоимость невысока. Поэтому такие качества в сочетании с повышенной эффективностью нагревания и разнообразным использованием высокочастотных токов открывают большие возможности использования в разных сферах жизни.

Основные виды магнетронов

Многорезонаторные устройства . Они содержат анодные блоки с несколькими резонаторами. Блоки состоят из различного вида резонаторов. В диапазоне 10 см длины волны магнетрон обладает КПД 30%. Выход излучения высокой частоты осуществляется сбоку в щель резонатора.
Обращенные устройства . Они бывают двух исполнений: коаксиальные и обычные. Такие магнетроны способны выдать импульсы высокой частоты 700 наносекунд с энергией 250 джоулей. Коаксиальный вид магнетрона содержит стабилизирующий резонатор. В нем имеются отверстия во внешней стенке, а также ферритовые стержни с подмагничивающими катушками.

Сфера использования магнетронов

В устройствах радаров антенна подключена к волноводу. Она, по сути, является щелевым волноводом, или рупорным коническим облучателем вместе с отражателем в виде параболы (тарелка). Управление магнетрона осуществляется с помощью коротких мощных импульсов напряжения. В итоге образуется короткий импульс энергии с малой длиной волны. Малая часть такой энергии поступает снова на антенну и волновод, и далее к чувствительному приемнику. Сигнал обрабатывается и поступает на электронно-лучевую трубку на экран радара.
В бытовых микроволновых печах волновод имеет отверстие, которое не создает препятствие радиочастотным волнам в рабочей камере. Важным условием работы микроволновки является условие, чтобы при работе печи в камере находились какие-либо продукты. При этом микроволны поглощаются продуктами, и не возвращаются на волновод. Стоячие волны в микроволновой печи могут искрить. При долгом искрении магнетрон может выйти из строя. Если в микроволновке мало продуктов для приготовления, то лучше дополнительно поместить в камеру стакан с водой для лучшего поглощения волн.

1 — Магнетрон
2 — Высоковольтный конденсатор
3 — Высоковольтный диод
4 — Защита
5 — Высоковольтный трансформатор

В радиолокационных станциях используются коаксиальные магнетроны с быстрым изменением частоты. Это позволяет расширить тактико-технические свойства локаторов.

Выбор и приобретение магнетрона

Чтобы самому приобрести магнетрон для домашней микроволновой печи, необходимо изучить и разобраться в маркировке, выяснить, какие бывают их виды, и их параметры.

Наиболее малую мощность имеет магнетрон 2М 213. Его мощность составляет 700 ватт при нагрузке и 600 ватт номинальная.

Приборы средней мощности в основном изготавливают на 1000 ватт. Марка такого магнетрона – 2М 214.

Наибольшая мощность магнетрона у модели 2М 246.

Показатель мощности у них равен 1150 ватт. Перед приобретением необходимо сопоставить цену магнетрона со стоимостью всей печи, и не забыть о стоимости работ по ремонту. Возможно, что не будет смысла в ремонте.

Можно ли магнетрон заменить самостоятельно

Для разных моделей микроволновок можно устанавливать магнетрон других фирм изготовления. Главное, чтобы он подходил по мощности, в настоящее время не проблема приобрести его в торговой сети. Исключение составляют модели, которые уже сняты с производства.

Однако, даже если вы разобрались в устройстве микроволновки, то не рекомендуется заниматься заменой деталей в домашних условиях, так как этим должны заниматься квалифицированные специалисты, способные обеспечить безопасную работу устройства. К тому же, сделать это самостоятельно будет довольно проблематично.

Работа микроволновки

Пища имеет в составе воду, которая состоит из заряженных частиц. Продукты в микроволновой печи разогреваются посредством воздействия на них волн высокой частоты. Молекулы воды выступают в качестве диполя, так как проводят волны электрического поля.

Как работает магнетрон, как он выглядит, его предназначение

Микроволновую печь в наше время можно встретить практически на каждой кухне. Однако не многие знают, как она работает, и что такое магнетрон. Чтобы понять, что представляют собой микроволны и как они образуются, необходимо разобраться с устройством этого прибора.

Как выглядит магнетрон

Назначение и принцип работы магнетрона

Магнетроном называют электронное устройство большой мощности, которое с помощью изменения потока электронов генерирует высокочастотные микроволны. Молекулы воды, которые обязательно присутствуют в продуктах, имеют хорошую электропроводность. Под действием сверхвысокочастотных магнитных колебаний, создаваемых магнетроном, они начинают двигаться с высокой скоростью, нагревая при этом пищу.

В бытовых приборах используется многорезонаторная разновидность магнетрона, в которой на электроны одновременно воздействуют три поля:

сверхвысокочастотное;
электрическое;
магнитное.

Видео: что такое магнетрон

Магнетрон генерирует СВЧ колебания, обеспечивая высокую мощность на выходе, не смотря на небольшой вес и компактные габариты. В непрерывном режиме мощность устройства может достигать десятков киловатт. Максимальная мощность при импульсном режиме работы составляет – 5МВт. Мощность магнетронов, установленных в большинстве микроволновых печей, составляет 650-850 Вт.

Питание маломощных магнетронов осуществляется переменным током. Для более мощных устройств необходим выпрямленный оперативный ток. Магнетроны работают на различных частотах в диапазоне 0,5 – 100 ГГц.

Упрощенная схема работы магнетрона

Из чего состоит магнетрон

Все приборы, генерирующие СВЧ волны, независимо от их выходных характеристик, имеют идентичную конструкцию. Схема магнетрона состоит из следующих частей:

анодного блока, представляющего собой толстостенный цилиндр из металла, в стенках которого имеются отверстия (резонаторы), необходимые для образования кольцевой колебательной системы;
цилиндрического катода, во внутренней полости которого встроен подогреватель;
электромагнита или внешнего магнита, создающего магнитное поле;
проволочной петли, которая крепится к резонатору и служит для вывода энергии.

Резонаторы устройства выполняют замедляющую функцию. В них происходит столкновение электромагнитных волн с пучком электронов. В результате этого взаимодействия высокочастотное поле получает от электронов часть их энергии, вывод которой осуществляется посредством петли связи, закрепленной на анодном блоке.

Устройство будет работать бесперебойно только при условии, что разница между рабочей и резонансной частотами составит как минимум 10%. При небольшой разнице частот применяется разнорезонаторная колебательная система, в которой четные и нечетные резонаторы различаются по размеру.

Сферы применения магнетронов

Помимо обычных микроволновых печей магнетроны применяются в различных областях промышленности, а также при производстве радиолокационных систем. В зависимости от сферы применения магнетроны имеют определенные особенности:

Для работы в радарных установках устройство прикрепляется к антенне конической формы с параболическим отражателем. Управление осуществляется с помощью коротких импульсов высокой интенсивности. Излучаемая микроволновая энергия улавливается чувствительным приемником. Отображение обработанного сигнала происходит на электронно-лучевой трубке.
Для функционирования радиолокационных станций применяются коаксиальные магнетроны, характеризующиеся быстрым изменением частот. Их целесообразно использовать для расширения тактико-технических качеств локаторов.
В магнетронах, установленных в бытовых микроволновых печах, имеется прозрачное отверстие, которое выходит в рабочую камеру прибора. Использование пустой печи может способствовать поломке прибора, так как микроволны будут не отражаться, а поглощаться волноводом.

В промышленности магнетроны применяются для обеззараживания, сушки зерновых культур. СВЧ-технологии используются при пастеризации и стерилизации молока и других жидких продуктов. Они эффективны для поддержания технологического режима при сушке лекарственных трав или древесины. В химической промышленности магнетроны применяются при получении различных кислот и разложении нитратов.

Видео: как работает магнетрон

Основные преимущества магнетронов

Поскольку рабочие частоты микроволновых излучателей на несколько порядков ниже инфракрасных или световых источников, глубина проникновения излучаемых ими волн существенно выше. При высоких значениях частот объект, подвергающийся обработке, нагревается только снаружи, а остальной объем прогревается за счет процесса теплопроводности, что ведет к ухудшению качественных характеристик.

Использование микроволн предпочтительнее теплового излучения, когда требуется быстрый разогрев, варка или сушка продуктов. Использование магнетрона не влияет на их вкусовые характеристики и внешний вид, а содержание витаминов и других полезных веществ практически не изменяется.

Применение микроволновых печей помогает снизить затраты на электроэнергию. Это объясняется следующими преимуществами СВЧ-технологий:

точная регулировка температуры;
высокая плотность энергии и мощности;
хорошая фокусировка;
мгновенное отключение и включение.

Магнетрон

Возможные неисправности магнетрона и его замена

Поскольку магнетрон является основной деталью СВЧ-печи, необходимо знать основные причины его выхода из строя. Существует несколько видов поломок излучателя, после которых он не подлежит восстановлению:

короткое замыкание;
повреждение нити накаливания;
нарушение герметичности;
отсутствие генерации колебаний.

В некоторых случаях магнетрон можно вернуть в рабочее состояние. Например, можно устранить пробой конденсаторов на участке между корпусом и магнитным излучателем. Такое может произойти во время перепадов напряжения в сети. Для диагностики прибора необходимо отключить прибор от сети и провести проверку с помощью специального тестера.

Если СВЧ-печь долгое время работала без продуктов, ее мощность может значительно снизиться. Для ее восстановления можно добавить напряжение на накал. Однако конструкция некоторых микроволновых печей не позволяет этого сделать.

При возникновении СВЧ-разряда между корпусом микроволновой печи и излучателем, необходима срочная замена колпачка. Новая деталь должна быть абсолютно идентична сгоревшей.

Если восстановить вышедший из строя магнетрон не удалось, то его можно заменить. Перед покупкой нового излучателя необходимо внимательно изучить маркировку и технические характеристики устройства.

Видео: устройство и принцип работы микроволновой печи

Магнетрон устройство и принцип работы

Термин «магнетрон» был предложен Альбертом Халлом, который в 1921 году впервые опубликовал результаты теоретических и экспериментальных исследований работы прибора в статическом режиме и предложил ряд конструкций магнетрона. Генерирование электромагнитных колебаний в дециметровом диапазоне волн посредством магнетрона открыл и запатентовал в 1924 чехословацкий физик А. Жачек.

Действующие магнетронные генераторы радиоволн были созданы независимо и почти одновременно в трех странах: в Чехословакии (Жачек, 1924 г.), в СССР (А.А. Слуцкин и Д.С. Штейнберг, 1925 г.), в Японии (Окабе и Яги, 1927 г.).

Французский ученый Морис Понт с сотрудниками из парижской фирмы «КСФ» в 1935 году создали электронную лампу с вольфрамовым катодом, окруженным резонаторными анодными сегментами. Она была предшественницей магнетронов с резонаторными камерами.

Конструкция многорезонаторного магнетрона Алексеева — Малярова, обеспечивающего 300-ваттное излучение на волне 10 сантиметров, созданного в 1936-39 гг., стала известна мировому сообществу благодаря публикации 1940 г. (Alexeev Н. F., Malyarov Д. Е. Getting powerful vibrations of magnetrons in centimeter wavelength range // Magazine of Technical Physics. 1940. Vol. 10. No. 15, P. 1297—1300.)

Своим появлением на свет многорезонаторный магнетрон Алексеева — Малярова обязан радиолокации. Работы по радиолокации были развернуты в СССР почти одновременно с началом радиолокационных работ в Англии и США. По признанию зарубежных авторов, к началу 1934 года СССР продвинулся в этих работах более, чем США и Англия. (Brown, Louis. A Radar History of World War II . Technical and Military Imperatives. Bristol: Institute of Physics Publishing, 1999. ISBN 0-7503-0659-9.)

В 1940 британские физики Джон Рэндалл (англ. John Randall ) и Гарри Бут (англ. Harry Boot ) изобрели резонансный магнетрон [1] Новый магнетрон давал импульсы высокой мощности, что позволило разработать радар сантиметрового диапазона. Радар с короткой длиной волны позволял обнаруживать более мелкие объекты [2] . Кроме того, компактный размер магнетрона привел к резкому уменьшению размеров радарной аппаратуры [3] , что позволило устанавливать ее на самолетах [4] .

Явление перестройки частоты магнетрона напряжением впервые обнаружили в 1949 американские инженеры Д. Уилбур и Ф. Питерс. Магнетрон, настраиваемый напряжением, или митрон — генераторный прибор магнетронного типа, рабочая частота которого в широком диапазоне изменяется пропорционально анодному напряжению.

Начиная с 1960-х годов магнетроны получили применение в СВЧ-печах для домашнего использования.

Характеристики

Магнетроны могут работать на различных частотах от 0,5 до 100 ГГц, с мощностями от нескольких Вт до десятков кВт в непрерывном режиме, и от 10 Вт до 5 МВт в импульсном режиме при длительностях импульсов главным образом от долей до десятков микросекунд.

Магнетроны обладают высоким КПД (до 80 %).

Магнетроны бывают как неперестраиваемые, так и перестраиваемые в небольшом диапазоне частот (обычно менее 10 %). Для медленной перестройки частоты применяются механизмы, приводимые в движение рукой, для быстрой (до нескольких тысяч перестроек в секунду) — ротационные и вибрационные механизмы.

Магнетроны как генераторы сверхвысоких частот широко используются в современной радиолокационной технике.

Конструкция

Резонансный магнетрон состоит из анодного блока, который представляет собой, как правило, металлический толстостенный цилиндр с прорезанными в стенках полостями, выполняющими роль объёмных резонаторов. Резонаторы образуют кольцевую колебательную систему. К анодному блоку закрепляется цилиндрический катод. Внутри катода закреплён подогреватель. Магнитное поле, параллельное оси прибора, создаётся внешними магнитами или электромагнитом.

Принцип работы

Электроны эмиттируются из катода в пространство взаимодействия, где на них воздействует постоянное электрическое поле анод-катод, постоянное магнитное поле и поле электромагнитной волны. Если бы не было поля электромагнитной волны, электроны бы двигались в скрещённых электрическом и магнитном полях по сравнительно простым кривым: эпициклоидам (кривая, которую описывает точка на круге, катящемся по наружной поверхности окружности большего диаметра, в конкретном случае — по наружной поверхности катода). При достаточно высоком магнитном поле (параллельном оси магнетрона) электрон, движущийся по этой кривой, не может достичь анода (по причине действия на него со стороны этого магнитного поля силы Лоренца), при этом говорят, что произошло магнитное запирание диода. В режиме магнитного запирания некоторая часть электронов движется по эпициклоидам в пространстве анод-катод. Под действием собственного поля электронов, а также статистических эффектов (дробовой шум) в этом электронном облаке возникают неустойчивости, которые приводят к генерации электромагнитных колебаний, эти колебания усиливаются резонаторами. Электрическое поле возникшей электромагнитной волны может замедлять или ускорять электроны. Если электрон ускоряется полем волны, то радиус его циклотронного движения уменьшается и он отклоняется в направлении катода. При этом энергия передаётся от волны к электрону. Если же электрон тормозится полем волны, то его энергия передаётся волне, при этом циклотронный радиус электрона увеличивается и он получает возможность достигнуть анода. Поскольку электрическое поле анод-катод совершает положительную работу только если электрон достигает анода, энергия всегда передаётся в основном от электронов к электромагнитной волне. Однако, если скорость вращения электронов вокруг катода не будет совпадать с фазовой скоростью электромагнитной волны, один и тот же электрон будет попеременно ускоряться и тормозиться волной, в результате эффективность передачи энергии волне будет небольшой. Если средняя скорость вращения электрона вокруг катода совпадает с фазовой скоростью волны, электрон может находиться непрерывно в тормозящей области, при этом передача энергии от электрона к волне наиболее эффективна. Такие электроны группируются в сгустки (так называемые «спицы»), вращающиеся вместе с полем. Многократное, в течение ряда периодов, взаимодействие электронов с ВЧ-полем и фазовая фокусировка в магнетроне обеспечивают высокий коэффициент полезного действия и возможность получения больших мощностей.

Применение

В радарных устройствах волновод подсоединён к антенне, которая может представлять собой как щелевой волновод, так и конический рупорный облучатель в паре с параболическим отражателем (так называемая «тарелка»). Магнетрон управляется короткими высокоинтенсивными импульсами подаваемого напряжения, в результате чего излучается короткий импульс микроволновой энергии. Небольшая порция этой энергии отражается обратно антенне и волноводу, где она направляется к чувствительному приёмнику. После дальнейшей обработки сигнала он, в конце концов, появляется на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) в виде радарной карты А1.

В микроволновых печах волновод заканчивается отверстием, прозрачным для радиочастот (непосредственно в камере для готовки). Важно, чтобы во время работы печи в ней находились продукты. Тогда микроволны поглощаются вместо того, чтобы отражаться обратно в волновод, где интенсивность стоячих волн может вызвать искрение. Искрение, продолжающееся достаточно долго, может повредить магнетрон. Если в микроволновой печи готовится небольшое количество пищи, лучше поставить в камеру ещё и стакан воды для поглощения микроволн.

yourmicrowell.ru

Работа магнетрона — коротко

Принцип действия магнетрона основан на влиянии электрического и магнитного полей на траекторию движения электронов. По своей сути, магнетрон является электровакуумным диодом. Другими словами «электронной лампой» с двумя электродами. В основе работы электровакуумных приборов лежит явление термоэлектронной эмиссии. Термоэлектронная эмиссия возникает при разогреве поверхности эмиттера (катода), в следствии чего увеличивается количество электронов, способных совершить работу выхода. Для того, что бы выяснить, как электроны ведут себя в электрическом поле, рассмотрим принцип действия обычного электровакуумного диода.

На рисунке выше изображена схема работы электровакуумного диода. На части «А» рисунка, составлена электрическая цепь состоящая из диода, батареи питания «В», и ключа «К». Ключ «К» разомкнут – следовательно, напряжение на аноде отсутствует «Ua = 0». Если нет напряжения, то ток анода тоже будет равен нулю «Ia = 0». На нить накала подано напряжение «Un» следовательно, катод диода разогрет, и самые активные электроны уже готовы покинуть его. Но своей энергии им для этого не хватает, поэтому они все еще находятся возле катода.

Перейдем ко второй части рисунка. На части «Б» данного рисунка все та же схема, но ключ «К» на ней замкнут. Следовательно — на аноде появилось напряжение «Ua = x», поданное с положительного полюса батареи питания «В» через ключ «К». В результате чего, между электродами диода возникло электрическое поле. Под действием силы этого поля электроны начали покидать катод и устремились к аноду. Таким образом, цепь замкнулась и по цепи начал протекать ток анода определенной величины «Ia = y». Из выше изложенного можно сделать вывод, что электрическое поле заставляет электроны двигаться по прямой вдоль, своих силовых линий.

Магнитное поле ни как не действует на не подвижный электрон. Но если электрон, движущийся по прямой траектории под действием электрического поля, попадает в магнитное поле, то последнее влияет на траекторию движения электрона, отклоняя ее вдоль своих силовых линий. Таким образом, электрон двигавшийся по прямой, под действием магнитного поля начинает двигаться по дуге.

Теперь рассмотрим внутренности магнетрона. Отличительной особенностью конструкции магнетрона – является конструкция анода. Анод магнетрона представляет собой толстостенный медный цилиндр с системой резонаторов внутри. В поперечном сечении, вид конструкции анода напоминает колесо телеги со спицами. Каждая «спица» — является резонатором. В центре анода расположен катод с подогревателем. По краям анодного блока находятся два кольцевых магнита, которые образуют магнитную систему, между полюсами которой и располагается анод. Если бы данная магнитная система отсутствовала, то не было бы и магнитного поля и в этом случае, при подаче напряжения накала и анодного напряжения, электроны двигались бы по прямой, от катода — к аноду т. е. вдоль силовых линий электрического поля.

На рисунке сверху изображена очень упрощенная схема работы магнетрона. На ней голубым цветом выделена приблизительная форма траектории движения одного электрона покинувшего катод и стремящегося к аноду. На рисунке видно, что благодаря наличию магнитного поля, траектория движения электрона изменяется таким образом, что покинувший катод электрон достигает анода, далеко не сразу. Из-за такого влияния магнитного поля на движение электрона, в рабочей области образуется своеобразное «электронное облако», которое вращается вокруг катода – внутри анода. Пролетая мимо резонаторов, электроны отдают им часть своей энергии и наводят в них токи высокой частоты которые в свою очередь, создают сильное СВЧ поле в полостях резонаторов. В одну из таких полостей помещена петля связи (на схеме не показана), посредством которой энергия СВЧ поля выводится наружу.

Это очень краткое описание работы магнетрона. Для тех, кто хотел бы познакомиться с принципом его действия поближе, даю ссылки на более подробные описания.

Новости нашего магазина

Миллионы людей во всем мире ежедневно разогревают пищу в микроволновых печах, но при этом не задумываясь о том, как работает СВЧ-печь, а ведь это на самом деле интересно.
Кстати, первые микроволновые печи, вопреки расхожему мнению появились не в Германии, а в Америке. В Советском союзе они также выпускались с середины 80-х годов.

Как видно на рисунке, микроволновка устроено достаточно просто — в каждой модели есть дверца с защелками, лампа освещения камеры, поддон и тренога на которой вращается тарелка, панель управления и вентиляционные отверстия. А внутри агрегата скрывается конденсатор, трансформатор, волновод и самый главный элемент микроволновой печи — магнетрон. Вот об этом загадочном устройстве в этой статье мы поговорим подробнее.

Магнетрон — «сердце» микроволновой печи

Магнетрон переводится с греческого «магнит» и «электрон». Говоря простым языком, магнетрон — это мощная лампа, которая генерирует микроволны. Со школьного курса физики мы помним, что волна — это сочетание переменных магнитного и электрических полей. Любая пища содержит молекулы воды, а отрицательно и положительно заряженные частицы воды отлично проводят электричество, которое магнетрон преобразует в сверхчастотное электрическое поле, и греет пищу с помощью невидимых человеческому глазу волн.
Кстати, микроволны существуют и в природе — их испускает солнце.
Впервые термин появился почти 100 лет назад благодаря американскому ученому Асафу Холлу, но патент на изобретение магнетрона получил другой ученый только в 1924 году, и в дальнейшем ученые всего мира ломали головы как увеличить частоту колебания для генерации волн. Тут отлично сработали советские ученые, которые предложили использовать в его устройстве медь, что увеличило частоту колебаний вдвое.
С тех пор магнетрон успешно используется в радарах и радиолокационных приборах, и даже был очень полезен во времена Второй мировой войны. Но только через год после Победы магнетрон расплавил шоколад в кармане американского инженера, и именно таким случайным образом этот прибор начали использовать в быту, создав на его основе всем известную микроволновую печь. Правда первая в мире микроволновая печь весила более 300 кг и стоила 3 тысячи долларов.

Устройство магнетрона

Визуально магнетрон кажется не хитро устроенной деталью. Снаружи магнетрона возвышается колпачок антенны излучателя (№1 на рисунке). Внутри магнетрон состоит из двух кольцеобразных магнитов (№2), которые создают магнитное поле. Под №3 изображен радиатор, который избавляет устройство от излишков тепла. Под №4 — контакты, которые обеспечивают работу устройства. Изолятор (№5) защищает корпус от излучения, коробка фильтра (№6) защищает фильтр от внешнего воздействия. Корпус, изображенный под №7, делает устройство жестким, а значит, более защищенным. Сетка фильтра (№8) выполнена из медной проволоки, она не дает микроволнам покидать магнетрон, и обеспечивает контакт между магнетроном и печью. Изолятор (№9), соответственно изолирует устройство, а фланец, изображенный под №10 фиксирует магнетрон к корпусу печи.

Применение магнетрона в быту

Конечно магнетрон используемый для СВЧ-печей, работает несколько иначе, чем магнетрон в радиолокационных системах военных. И самое главное правило продления службы микроволновой печи — категорически нельзя включать пустую микроволновую печь. В противном случае может возникнуть искрение — микроволнам в таком случае некуда деться, и магнетрон может повредиться.
Скорость, при которой пища разогревается зависит исключительно от мощности магнетрона. Обычно она колеблется от 650 до 850 Вт. Чтобы проверить мощность, нужно закипятить в микроволновке стандартный стакан с водой, на это должно уйти от 2 до 3 минут.

Магнетрон распространяет радиацию?

Это один из самых распространенных мифов. В микроволновой печи попросту нет элементов, которые могут выделять радиацию, а микроволны заставляют молекулы усиленно «тереться», и за счет этого пища нагревается.
Микроволновых волн также не стоит бояться, хотя бы потому что любая микроволновая печь сконструирована так, чтобы защитить окружающих от них. Например, ни одна микроволновая печь не будет работать с открытой дверцей. В каком то количестве волны могут выходить наружу, но не дальше чем на расстояние 5 метров, а поэтому просто не стойте рядом с печью во время подогрева пищи. Питательные вещества из-за работы магнетрона также теряются не более, чем при любой другой термообработке.

Неисправности магнетронов

Магнетрон — это едва ли не главная деталь микроволновой печи, поэтому неудивительно, что когда он выходит из строя, хочется понять, подлежит запчасть ремонту или замене.
Сразу плохие новости — случаи поломки магнетрона, которые не подлежат ремонту. К ним относится обрыв нити накаливания, короткое замыкание, отсутствие генерации волн и нарушение вакуума.
Но бывают и такие неисправности магнетрона, которые можно устранить, например пробой конденсаторов, который определяется при выключенной внешней сети между магнетроном и корпусом с помощью тестера. Причиной такой поломки могут быть перепады напряжения в сети.
Также из-за того, что микроволновка долго работала «впустую» может заметно снизится мощность печи. В этом случае может помочь способ добавления напряжения на накал, если это позволяет конструкция вашей микроволновой печи.
Бывает, что в печи возникает СВЧ-разряд между антенной магнетрона и корпусом устройства. В такой ситуации нужно срочно заменить колпачок. Но учтите, что деталь должна быть идентичной сгоревшей.

Покупка магнетрона к СВЧ

Если магнетрон не подлежит ремонту, и вы решили его заменить, учтите, что он должен полностью соответствовать вышедшей из строя детали. Если вы собираетесь купить магнетрон самостоятельно, уточните его маркировку.
Кстати, при выборе магнетрона руководствуйтесь не столько маркой микроволновой печи, сколько мощностью детали.

Основы радиолокации — Магнетрон

Магнетрон

В дециметровом и сантиметровом диапазонах волн эффективным генераторным прибором является многорезонаторный магнетрон.
Магнетрон это прибор для генерации электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты (СВЧ), основанный на взаимодействии электронов, движущихся в магнитном поле по криволинейным траекториям с возбуждаемым электромагнитным полем.

Устройство магнетронов

Типичный многорезонаторный магнетрон представляет собой устройство (рис. 2), в центре которого вдоль оси расположен цилиндрический катод с подогревателем, окруженный многорезонаторной системой, выполненной в медном анодном блоке. Магнитная индукция направлена вдоль оси магнетрона. Анодное напряжение U_a между анодом и катодом создает электрическое поле, перпендикулярное магнитному.

Рисунок 3: Простейшая эквивалентная схема резонаторa

подогревательных
проводов

резонатор

катод

пространство
взаимодействия

резонатор

анодный блок

петля
свяэи

коаксиальная линия

Рисунок 2: Схема конструкции магнетрона

подогревательных
проводов

резонатор

катод

пространство
взаимодействия

резонатор

анодный блок

петля свяэи

коаксиальная линия

Рисунок 2: Схема конструкции магнетрона

подогревательных
проводов

резонатор

катод

пространство
взаимодействия

резонатор

анодный блок

петля свяэи

коаксиальная линия

Рисунок 2: Схема конструкции магнетрона

Пространство между катодом и анодным блоком называется пространством вэаимодействия. В этом пространстве электроны взаимодействуют с СВЧ полем резонаторной системы. Управление електронами в магнетроне осущесвляется путем воэдействия на електронны поток постояииых електрического и магнитое полей. Эти полея действуют в плокостях, перпендикулярных друг другу (срещенные поля). Электрическое поле направлено радиально от анодного блока к катоду. Магнитное поле, равномерное в пространстве взаимодействия, направлено вдоль катода.

Рисунок 4: Наиболее распространенные типы магнетронных резонаторов

Распространенные типы магнетронных резонаторов:

резонаторы типа «щель – отверстие»
лопаточные (секторные) резонаторы
резонаторы с разными размерами
цилиндрические резонаторы

Рисунок 5: Эпитрохоидальные траектории электронов в цилиндрическом магнетроне.

В статическом режиме, без влияния резонаторами u когда отсутствуют высокочастотные колебания, электрическое поле ускоряет электрон в радиальном направлении от катода к аноду. Магнитное поле отклоняет электрон со стороны, так, что они занимают круговые дорожки. Линейная скорость центра катящегося круга определяется отношением напряженности электрического поля к магнитной индукции.

Рисунок 6: Распределение электрического поля СВЧ u траектории электронов

В управлении електронным потоком участвует также высокочастотное поле реэонаторов. Электромагнитные поля резонаторов связаны между собой через пространство взаимодействия и торцовые полости. Движущиеся електроны, приобретая кинетическую енергию от импульсного модулятора, взаимодействует с высокочастотным електрическим полем резонаторов и пополняют энергию поля. Для поддержания рабочего вида колебаний в рассматриваемом магнетроне использованы связки.

Рисунок 7: Вращающийся електронный поток генерирующего магнетрона

Электронный поток в генерирующем магнетроне имеет «спицеобразный» вид (рис. 7) и вращается в пространстве взаимодействия.

Вывод энергии — коаксиальный и осуществляется с помощью петли, включенной в один из резонаторов. В пространстве взаимодействия магнетрона протекают эмиссионные и вторично-эмиссионные процессы, происходит формирование электронных сгустков и осуществляется передача энергии высокочастотному полю.

Микроволновая печь с двухступенчатым стартом SW19.ru

Для устранения бросков тока при запуске силового трансформатора в микроволновых печах существует двухступенчатый старт.

Напряжение с сетевой вилки через предохранитель FU1, сетевой фильтрL1, L2, C1, C2. C3, R1 и тепловой предохранитель ТП1 поступает на систему защиты от облучения СВЧ волнами при открытой двери устройства. Защита выполнена на концевых переключателях ДВ1, ДВ2, ДВ3. При закрытии дверцы первыми срабатывают переключатели ДВ2, ДВ3, затем ДВ1. При открытии дверцы первым отключается ДВ1, затем ДВ2 И ДВ3. Если по какой то причине при открытии двери контакт ДВ1 не отключился то ДВ2 своими контактами коротит сетевую цепь и сжигает плавкий предохранитель FU1.

При закрытой двери напряжение фазного провода с системы защиты поступает на систему управления мощностью и временем приготовления: SA5, SA6, SA7, SA8.

Контакт таймера SA5 регулирует время работы устройства. Контакт SA7 регулирует мощность магнетрона, периодически разрывая его цепь питания. Контакты SA6, SA8 коммутируют тэны гриля R7, R8 и трансформатор магнетрона при переключении режимов работы.
Нулевой провод с контакта ДВ3, проходит при закрытой двери на группу: М1, М2, М3 и EL1.
М1- двигатель вращения тарелки, М2 – вентилятор обдува, М3 — двигатель привода реле времени, EL1 – лампа подсветки.
Вся эта группа начинает работать при повороте ручки реле времени и подачи фазного напряжения с контакта SA5.
Включение трансформатора питающего магнетрон выполнено в две ступени. Сама схема находится на плате сетевого фильтра.

При закрытой двери и замкнутых контактах SA5, SA6 фазное напряжение поступает чёрным проводом на одну клемму обмотки трансформатора TV1, другая клемма трансформатора через мощные резисторы
R5, R4, подключена к нулевому проводу сети. В этот момент происходит начальное насыщение обмотки трансформатора TV1. В то же время фазное напряжение приходит на обмотку реле К1 через цепь резисторов R2, R3, диод VD1, конденсатор C1 и стабилизатор VD2. Емкость конденсатора С1 создаёт задержку (доли секунды) включения реле. При замыкании контактов реле К1 происходит полное включение обмотки трансформатора TV1.
На тех же контактах реле выполнена схема равномерного распределения нагрузки, между магнетроном и тэнами гриля. Тем самым при комбинированном режиме работы гриль включается только в паузах между включениями магнетрона.
Высоковольтный выпрямитель питающий магнетрон выполнен по стандартной схеме Предохранитель FU2 , конденсатор C5 и диод VD3.

Поиск неисправностей начинается с проверки предохранителя FU1. Если предохранитель сгоревший, меняем его и проверяем омметром сетевую цепь на замыкание, подключив омметр к контактам сетевой вилки. Во время проверки на замыкание при закрытой дверце необходимо проимитировать органами управления все режимы работы. Затем несколько раз закрыть и открыть дверцу для исключения залипания выключателей защиты. Если в первичных цепях не найдено неисправностей подаём на устройство сетевое питание и проверяем работу устройства.
Во многих случаях плавкая вставка в первичной цепи выходит из строя при превышении тока нагрузки, что может быть вызвано завышенным напряжением сети, а так же неисправностью высоковольтных цепей магнетрона. По этому, обращаем внимание на пробои в распределяющем волноводе. Замеряем высокое напряжение на клеммах магнетрона. При отсутствие 5кВ питающих магнетрон, проверяем предохранитель FU2 на обрыв, диод VD3 и конденсатор C5 на пробой.
Звоним мегомметром на пределе 2.5кВ на отсутствие пробоя между клеммами магнетрона и корпусом.
Если отсутствует напряжение на первичной обмотке трансформатора TV1: Замерить выходное напряжениё с контактов переключателя SA6. Проверить сопротивление резисторов R2, R3, R4, R5 в системе старта магнетрона. Проверить напряжение на обмотке реле К1. Замерить падение напряжение на контактах реле К1, под нагрузкой.
При ремонте описанных устройств существует опасность облучения СВЧ и поражение токами выше 1000 вольт.
Не забываем, применять все необходимые меры безопасности!

С магнетроном вблизи и лично

Сегодня большинство людей знакомо с магнетроном как источником микроволн в бытовых микроволновых печах. Микроволновое излучение передается в секцию печи по волноводу.

Типичная схема микроволновой печи. Щелкните изображение, чтобы увеличить.

Микроволновые печи также являются излюбленной мишенью мусорщиков и экспериментаторов, которые любят разбирать вещи. Магнетрон — это один из часто очищаемых компонентов. Вы можете найти обычные магнетроны для духовки на eBay по цене от 15 до 50 долларов.Также там вы найдете высоковольтные трансформаторы, необходимые для питания магнетрона. Это компоненты специального назначения, которые обычно выдают несколько киловольт для анода магнетрона и около 5 В для нити накала магнетрона. Интересно, что эти трансформаторы, похоже, находятся в том же ценовом диапазоне eBay, что и магнетроны, которые они питают.

В Интернете можно найти планы для СВЧ-печей своими руками. К сожалению, на этих страницах редко приводятся предупреждения об обратной стороне воздействия микроволн и о потенциально опасных компонентах контура духовки.Во-первых, хрусталик человеческого глаза не имеет кровообращения и склонен к перегреву под воздействием микроволнового излучения. Такое воздействие может вызвать у человека катаракту спустя годы. Кроме того, конечно, необходимо учитывать многокиловольтное напряжение, необходимое для работы магнетрона. И цепь магнетрона содержит мощный силовой конденсатор, запасенная энергия которого может быть смертельной. Имеется распределенная емкость, сохраняющая энергию, о которой следует беспокоиться после выключения устройства.

Типовые соединения высоковольтной части цепи магнетрона.

Есть и другие предостережения. Керамические изоляторы, связанные с магнетроном, опасны при повреждении, поскольку они содержат оксид бериллия. Вдыхаемая пыль оксида бериллия, канцероген, может вызвать неизлечимое заболевание легких, известное как бериллиоз. Нити магнетрона содержат радиоактивный торий в смеси с вольфрамом. Не снимайте нить и не оставляйте ее без присмотра.

Магнетрон с резонатором генерирует микроволновое излучение, проталкивая поток электронов мимо массива полостей, состоящих из просверленных отверстий в медном корпусе.Эти носители заряда заставляют микроволны колебаться внутри тела, а затем попадают в волновод, где без потерь передаются в корпус печи. Физические размеры резонатора определяют частоту выходного микроволнового излучения. Магнетрон, в отличие от аналогичных электронных ламп с катодом и анодом, не может усилить сигнал. Это всего лишь осциллятор.

Магнетрон подключен к выходу высоковольтного источника постоянного тока. Нагретый катод излучает электроны, которые, как в стеклянной вакуумной трубке, текут к аноду, который представляет собой весь медный корпус магнетрона.В ранних моделях внешний электромагнит с питанием от постоянного тока создавал статическое магнитное поле, перпендикулярное потоку электронов. Современные магнетроны используют постоянные магниты среди предметов, которые часто выбрасывают из выброшенных единиц. В любом случае магнитный поток и поток электронов перпендикулярны друг другу.

Резонатор магнетрона, используемый для генерации микроволнового излучения.

Под влиянием магнитного поля на поток электронов действует сила, перпендикулярная его криволинейному пути между электродами.Кривизну можно изменить, изменяя магнитное поле или электрический потенциал между катодом и анодом. При наличии сильного магнитного поля поток электронов отсутствует. При промежуточной магнитной напряженности электроны могут ударяться об анод.

На этом критическом магнитном уровне магнетрон генерирует радиочастотную энергию. Это связано с тем, что часть электронов, не достигнув анода, принимает круговой путь в непосредственной близости от анода. Эти электроны излучают RF.Частота зависит от физического размера сборки, поэтому ранние исследователи легко могли создавать микроволновые генераторы. Только магнетроны, в отличие от обычных электронных ламп, могли излучать высокую мощность в микроволновом диапазоне радиочастотного спектра. Однако это устройство сначала имело ограниченное применение из-за его нестабильности и низкой выходной мощности.

Настоящая полость в очищенном магнетроне. Кто-то добрался до постоянного магнита, который обычно находится наверху этой полости.

Эти ограничения были преодолены за счет внедрения магнетрона с отрицательным сопротивлением или с разъемным анодом. Эта модель состояла из анода, состоящего из двух частей. Пространство между двумя полуцилиндрами изолировало их электрически, так что к каждому можно было приложить отдельные смещения. Два полуцилиндра можно было заряжать одинаковым напряжением, и в этом случае магнетрон работал так же, как и более ранние модели. Приложение немного разных напряжений к двум анодам заставляло электроны притягиваться и течь к более положительно заряженной пластине.К двум пластинам был подключен внешний генератор. Когда было приложено сильное магнитное поле, электроны следовали по петлеобразной, а не по круговой траектории к анодам, и общая выходная мощность была больше, чем в одноанодном магнетроне. Однако недостатком было то, что часть электронов возвращалась на катод, который затем перегревался и высвобождал еще больше электронов, вызывая лавинообразное состояние.

Магнетрон с резонансным резонатором, также известный как магнетрон с электронным резонансом, обеспечивает мощный высокочастотный выход, и здесь нет проблемы перегрева, как в модели с разъемным анодом.Колебания создаются формой анода.

Магнетрон с резонансным резонатором состоит из одного сплошного блока, просверленного через геометрическую ось. Весь металлический блок — это анод. Обычно имеется девять (предпочтительно нечетное число) просверленных отверстий меньшего размера, равномерно расположенных вокруг центрального отверстия и каждое из которых соединено с ним посредством узкой прорези. В центральном отверстии проходят подводящие провода к нагревателю и катоду, покрытому оксидом. Через одно из маленьких отверстий проходит выходной контур связи, который позволяет извлекать высокочастотную энергию и направлять ее в волновод.

Сборка аналогична LC-генератору. Конденсаторы состоят из параллельных сторон соединительных пазов, а индукторы — из круглых отверстий. Выходная частота зависит от размеров этих элементов.

В резонирующих полостях генерируется большое количество высокочастотной энергии. Поскольку полости открыты с одного конца, они синхронизируются и работают как единый генератор. При включении колебания требуют немного изменяющегося времени, поэтому фаза не сохраняется.Более того, от импульса к импульсу частота может незначительно изменяться. Но это не проблема для РЛС непрерывного действия и, конечно, не для микроволновых печей.

В современных магнетронах с резонатором нагретый катод находится в центре большого центрального отверстия, из которого удаляется воздух. Постоянный магнит создает магнитное поле, перпендикулярное электрическому полю и потоку электронов.

Электроны, движущиеся от катода к аноду, под действием магнитного поля вынуждены следовать круговой траектории, которая в сочетании с прямым движением к аноду фактически представляет собой спираль из-за силы Лоренца, силы, действующей на заряженную частицу. движется через электрическое и магнитное поле.Когда электроны пересекают щели, связанные с отдельными резонансными полостями, в каждой полости формируется высокочастотное радиополе, часть которого выводится антенной и подается в волновод, а затем в нагрузку, либо в кухонную камеру, либо в сборка радара. Частота излучаемых микроволн определяется размером резонансных полостей в сочетании с размером щелей.

Современный магнетрон достаточно эффективен. Примерно 65% электроэнергии от источника питания становится микроволновым излучением.Баланс мощности рассеивается в виде тепла. Важно активное охлаждение. Это обеспечивается вентилятором, который вы слышите, когда работает микроволновая печь. Более мощные магнетроны, используемые в некоторых радиолокационных системах, имеют водяное охлаждение.

Магнетроны S-диапазона регулярно вырабатывают до 2,5 МВт пиковой микроволновой энергии и непрерывно обеспечивают мощность более 3,75 кВт. Эти мощные магнетроны надежны и эффективны по сравнению с другими микроволновыми генераторами, но они не обеспечивают точного контроля фазы и частоты.

Тем не менее, дни очищения магнетронов микроволновых печей подходят к концу. Появление мощных транзисторов, способных работать с микроволновыми частотами, может сделать их устаревшими. Первоначально твердотельное усиление мощности имеет более высокую стоимость, что указывает на то, что оно может раньше преобладать в крупных коммерческих, а не в жилых помещениях.

Магнетрон рабочий без духовки (строит самодельную СВЧ)

Рабочий магнетрон без духовки (строит самодельную СВЧ)

Недавно мне попался старый, но исправный магнетрон микроволновой печи.Я решил построить свой небольшая самодельная микроволновая печь. Это типа 2М253К. Его максимальная выходная мощность составляет 850 Вт, частота 2455 МГц. Напряжение нагревателя 3,3В и ток нагревателя около 10А. Напряжение анода 4кВ, ток 300мА. Таким образом, потребляемая мощность составляет до 1200 Вт, а КПД — около 70%. Поскольку в то время у меня не было духовки, я использовал этот магнетрон. необычный способ — я использовал коробку от старого блока питания ПК в качестве защиты СВЧ. Затем я начал искать экранирование, которое является прозрачным, но экранирует микроволны — окно для наблюдения за экспериментом.Наконец, я использовал точку маска старого ЭЛТ-монитора с цветным экраном VGA. По сути, это металлическая пластина с миниатюрными отверстиями — мелкая сетка. Другая проблема заключалась в том, что в таком маленьком резонаторе, где ничего не поглощает микроволновую энергию, невозможно излучать мощность 850 Вт (это может разрушить магнетрон или расплавить металлический ящик). Вот почему я эксплуатировал магнетрон при низкая мощность — всего 12Вт. В качестве источника питания я использовал аналогичную схему, что и в обычной СВЧ-печи, с МОЛ 700Вт. Снижение мощности обеспечивается за счет использования всего 16.Конденсатор 5 нФ вместо нормальной ёмкости около 1 мкФ. Конденсатор выполнен в виде MMC из 20шт последовательно соединенных конденсаторов 330nF 275Vac. При мощности всего 12 Вт МОЛ и магнетрон не нуждаются в охлаждении. Разогрев магнетрон занимает около 2 секунд. Все трубки, заполненные газом, такие как люминесцентные лампы, неоновые лампы и газоразрядные лампы, горят внутри коробки без кабелей. Вот так я построил свою маленькую самодельную микроволновку :).

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ !!!
Эта страница не является руководством! Это просто диковинка, не предназначенная для размножения.Следовательно Я не описываю меры безопасности. Я не буду перечислять все риски. Никогда не пытайтесь это сделать! Если вы, несмотря на предупреждения, решили провести этот эксперимент, я не несу ответственности за любой ваш ущерб.

Схема источника питания магнетрона.

Магнетрон 850Вт, руины магнетрона 900Вт

Предупреждение по магнетрону

магнетрон и другие материалы, из которых изготовлен корпус (металлический корпус из комплекта поставки ПК и маска от цветного ЭЛТ-экрана)

кусок маски — в нем есть крошечные дырочки, и при наложении на другой ЭЛТ-экран вызывает цветовой муар.

сетка аккуратно прикреплена к коробке.

сетка с другой стороны закрывает отверстия в коробке и служит уплотнением между магнетроном и коробкой

магнетрон крепится к самодельной камере СВЧ с помощью 4 винтов.

Проверка нагревательной обмотки МОЛ 3.3В (3,5 витка).

Самодельная микроволновая печь мощностью 12Вт. Неоновая лампа и трубка 4 Вт внутри.

Вся самодельная микроволновка.

Зеленый ночник, несколько маленьких неоновых ламп накаливания, прозрачная люминесцентная лампа и большая неоновая лампа, работающая в микроволновке.

Сумка со 150 неоновыми лампами, обработанными в микроволновой печи.

лампочка в микроволновке.

2 люминесцентные лампы от энергосберегающих микроволновок.

видео

Видео для скачивания вы можете найти в видеороликах

главная

Основы магнетрона

| M-Press Systems

В большинстве промышленного микроволнового оборудования используются магнетроны для генерации необходимой микроволновой энергии.Это связано с тем, что магнетроны относительно дешевы, компактны, просты в эксплуатации и имеют хороший КПД. Только в приложениях с высокими требованиями к стабильности частоты и фазы используются другие типы электронных ламп, например Гиротроны или клистроны.

Принцип работы магнетронов

Магнетрон состоит из нити накала в центре трубки, действующей как катод, с телом анода, окружающим нить. Нить накала и тело анода упакованы в одно устройство вместе с постоянными магнитами и, в некоторых случаях, дополнительными электромагнитными катушками, которые позволяют контролировать и изменять выходную мощность магнетрона.Затем внутренняя часть анодного тела, содержащего нить накала, откачивается до высокого вакуума и герметизируется.

Нить изготовлена из специального материала, например Торированный вольфрам, который при нагревании примерно до 2400 ° C начинает испускать свободные электроны. Поскольку нить накала подключена к отрицательному полюсу источника постоянного тока высокого напряжения, а тело анода — к положительному полюсу, электроны ускоряются электрическим полем по направлению к аноду. Однако из-за того, что магнитное поле ориентировано перпендикулярно пути ускоренных электронов, они вынуждены следовать по спиральной траектории, ведущей от нити накала к телу анода.Анодное тело содержит ряд выточенных в нем полостей, и когда поток электронов проходит через эти полости, они «сгруппированы» вместе из-за резонансных эффектов. Одна из полостей связана с антенной, расположенной вне магнетрона, и преобразует часть кинетической энергии электронных сгустков в радиочастотную (микроволновую) энергию, которая передается от антенны в волновод через устройство, называемое пусковой установкой. Обратите внимание, что выходная частота магнетрона напрямую зависит от механических размеров полостей, обработанных в корпусе анода, поэтому магнетроны становятся меньше с увеличением выходной частоты.

Работа магнетронов

Для работы магнетрону требуются 2 источника питания:

Источник питания с нитью
Источник питания с нитью служит для нагрева нити до температуры, достаточно высокой для испускания достаточного количества свободных электронов . Этот источник питания может обеспечивать переменное или постоянное напряжение с типичным напряжением от 2,5 до 15 В и токами от нескольких А до 100 А и выше. Напряжение на нити накала необходимо приложить за некоторое время до напряжения на катоде, чтобы нить накала имела достаточно времени для предварительного нагрева.Кроме того, из-за эффекта, называемого «обратная бомбардировка», напряжение на нити, возможно, придется уменьшить, когда магнетрон вырабатывает микроволновую энергию, поэтому в магнетронах с переменной выходной мощностью напряжение нити часто контролируется электронной схемой, сохраняя нить накала. при оптимальной температуре.
Источник питания высокого напряжения
Источник питания высокого напряжения — это фактический источник питания магнетрона, поскольку он обеспечивает энергию для ускорения электронов.Источник высокого напряжения всегда является источником постоянного тока, в зависимости от выходной мощности и области применения доступны различные типы источников питания. Типичные напряжения находятся в диапазоне от 2 кВ (2000 В) до 15 кВ и выше, а токи питания от нескольких 100 мА до нескольких А.

Срок службы магнетронов

Хотя на срок службы магнетрона могут влиять некоторые другие факторы, например недостаточное время предварительного нагрева для нити накала или скачки напряжения на источнике высокого напряжения, при нормальной работе оно ограничивается в основном сроком службы нити накала.Из-за испарения тория и «пескоструйного эффекта», вызванного обратной бомбардировкой электронов, нить накала изнашивается, что дает магнетрону ограниченный срок службы, который обычно составляет от 2000 до 10.000 часов. Чтобы продлить срок службы, необходимо учитывать следующие моменты:

Обращение и хранение
Нити магнетронов, особенно сделанные из торированного вольфрама, довольно хрупкие и могут быть легко разрушены ударами или сильными вибрациями.Кроме того, загрязнение корпуса фильтра или антенны грязью или пылью может привести к преждевременному выходу из строя магнетронов, поэтому с ними следует обращаться осторожно и безопасно хранить в их оригинальной упаковке до тех пор, пока они не будут установлены внутри микроволнового генератора.
Подача нити
Максимальный срок службы магнетрона может быть достигнут только в том случае, если температура нити накала поддерживается постоянной во всех режимах работы. Поэтому следует часто проверять подачу нити, по крайней мере, перед установкой нового магнетрона.Это особенно важно в случае электронных (переменных) филаментов.
Пусковая секция
Пусковая секция отвечает за передачу микроволновой энергии от магнетрона в волноводную систему, неправильно спроектированные или плохо обслуживаемые пусковые установки приводят к недостаточной связи и перегреву магнетрона.
Согласование нагрузки
Плохо согласованные нагрузки вызывают перегрев магнетрона из-за отраженной микроволновой энергии. Нагрузки всегда должны согласовываться с использованием подходящих элементов настройки, если импеданс нагрузки изменяется во время работы, следует установить автонастройки или циркуляторы для защиты магнетрона.
Циркуляторы
Циркуляторы — самый безопасный вариант для защиты магнетронов в приложениях с большой мощностью. Однако циркуляционные насосы требуют регулярного обслуживания, чтобы гарантировать, что они работают в соответствии со спецификациями и эффективно защищают магнетрон.
Система охлаждения
Магнетроны требуют охлаждения корпуса анода, корпуса фильтра и антенны. В частности, охлаждающий воздух для корпуса фильтра и антенны должен быть чистым, сухим и без пыли. Если корпус анода имеет водяное охлаждение, убедитесь, что вода хорошего качества и не приводит к образованию накипи в охлаждающих каналах.
Система управления
Магнетроны высокой мощности и магнетроны с регулируемой выходной мощностью используют электронные системы управления для контроля и регулировки источника высокого напряжения, анодного тока, выходной мощности и нагрева нити. Эти системы управления следует проверять на регулярной основе, самое позднее перед установкой нового магнетрона.

В случае, если ваша микроволновая система недостаточно эффективна или ваши магнетроны достигают только короткого срока службы, пожалуйста, свяжитесь с нами, у нас есть необходимый опыт и оборудование, чтобы тщательно проверить вашу систему и вернуть ее в состояние «как новое».

Учебная серия по электричеству и электронике ВМС (NEETS), модуль 11

Модуль 11 — Принципы СВЧ
страниц i-ix, От 1-1 до 1-10, С 1-11 по 1-20, 1-21–1-30, С 1-31 по 1-40, С 1-41 по 1-50, От 1-51 до 1-60, С 1-61 по 1-68, От 2-1 до 2-10, 2-11 до 2-20, 2-21 до 2-30, 2-31 до 2-40, От 2-41 до 2-50, От 2-51 до 2-60, От 2-61 до 2-66, С 3-1 по 3-10, С 3-11 до 3-20, От AI-1 до AI-6, Индекс-1 — Индекс-2, Задание 1-1-8, Задание 2 — 9-16

Выход одного магнетрон уменьшается из-за бомбардировки нити электронами, которые движутся по петлям, как показано на рисунке 2-22, взгляды (B) и (C).Это действие вызывает повышение температуры нити в условиях сильного магнитного поля. поле и высокое напряжение на пластине, что иногда приводит к нестабильной работе лампы. Эффекты нити бомбардировка может быть уменьшена за счет работы нити накала при пониженном напряжении. В некоторых случаях напряжение на пластине и напряженность поля также снижается, чтобы предотвратить деструктивную бомбардировку нити накала.

ЭЛЕКТРОННЫЙ РЕЗОНАНС МАГНИТРОН . — В магнетроне с электронным резонансом пластина сконструирована так, чтобы резонировать и функционировать как резервуарный контур.Таким образом, магнетрон не имеет внешних настраиваемых цепей. Питание подается прямо из трубки через линии передачи, как показано на рисунке 2-25. Константы и условия эксплуатации трубки таковы что пути электронов несколько отличаются от тех, что показаны на рис. 2-24. Вместо замкнутых спиралей или петель Путь — это кривая, имеющая ряд острых точек, как показано на рисунке 2-26. Обычно этот тип магнетрона имеет более двух сегментов в пластине.Например, на рисунке 2-26 показана восьмисегментная пластина.

Рисунок 2-25. — Пластинчатый бак цепи магнетрона.

Рисунок 2-26. — Электронный путь в электронно-резонансном магнетроне.

Магнетрон электронного резонанса является наиболее широко используемым для микроволновых частот, поскольку он имеет достаточно высокий КПД и относительно высокая производительность.Средняя мощность магнетрона электронного резонанса составляет ограничивается количеством катодного излучения, а пиковая мощность ограничивается максимальным номинальным напряжением лампы составные части. Три распространенных типа анодных блоков, используемых в электронно-резонансных магнетронах, показаны на рис. 2-27.

2-31

Рисунок 2-27. — Общие типы анодных блоков.

Анодный блок, показанный на рис. 2-27, вид (A), имеет цилиндрические полости и называется ОТВЕРСТИЕМ И ПЛОЩАДЬЮ. АНОД.Анодный блок в поле зрения (B) называется ЛОПАТОЧНЫМ АНОДОМ, который имеет трапециевидные полости. Первые два анода блоки работают таким образом, что альтернативные сегменты должны быть соединены или скреплены так, чтобы каждый сегмент был полярность противоположна сегменту с обеих сторон, как показано на рисунке 2-
28. Это также требует четного числа полостей.

Рисунок 2-28. — Обвязка чередующихся сегментов.

Анодный блок, показанный на рисунке 2-27, вид (C), называется БЛОКОМ Восходящего Солнца.Альтернативный большой и небольшие трапециевидные полости в этом блоке обеспечивают стабильную частоту между резонансными частотами большие и маленькие полости.
Рисунок 2-29A, показывает физические отношения резонансных полостей, содержащихся в анод с отверстиями и пазами (рисунок 2-27, вид (A)). Это будет использоваться при анализе работы электронно-резонансный магнетрон.

2-32

Рисунок 2-29A.- Эквивалентная схема щелевого резонатора.

Рисунок 2-29B. — Эквивалентная схема щелевого резонатора.

Электрический эквивалент. — Обратите внимание на рис. 2-29A, что полость состоит из цилиндрического отверстия в медный анод и паз, который соединяет полость с пространством взаимодействия.

Эквивалентная электрическая схема отверстия и паза показана на рисунке 2-29B. Параллельные стороны паз образуют пластины конденсатора, а стенки отверстия действуют как индуктор.Таким образом, отверстие и прорезь образуют резонансный LC-контур с высокой добротностью. Как показано на рисунке 2-27, анод магнетрона имеет несколько таких полостей.

Анализ анодов в блоке с отверстиями и пазами показывает, что резервуары LC каждой полости расположены последовательно. (при условии, что ремни сняты), как показано на рисунке 2-30. Однако анализ анодного блока после чередующиеся сегменты были перевязаны, что показывает, что полости соединены параллельно из-за обвязка.На рис. 2-31 показана эквивалентная схема перевязанного анода.

Рисунок 2-30. — Полости соединены последовательно.

2-33

Рисунок 2-31. — Полости параллельны из-за обвязки.

Электрическое поле. — Электрическое поле в генераторе электронного резонанса является продуктом переменного и постоянного тока. поля. Поле постоянного тока распространяется радиально от соседних сегментов анода к катоду, как показано на рисунке 2-
32.Поля переменного тока, простирающиеся между соседними сегментами, показаны в момент максимальной величины, равной единице. чередование ВЧ колебаний, возникающих в резонаторах.

Рисунок 2-32. — Вероятные пути движения электронов в электронно-резонансном магнетронном генераторе.

Сильное постоянное поле, идущее от анода к катоду, создается большим отрицательным импульсом постоянного напряжения. к катоду. Это сильное постоянное поле заставляет электроны ускоряться к пластине после того, как они были выпущены. от катода.Напомним, что электрон, движущийся против поля E, ускоряется полем и забирает энергию с поля. Кроме того, электрон отдает энергию полю и замедляется, если движется в том же направлении. как поле (от положительного к отрицательному). Колебания поддерживаются в магнетроне, потому что, когда электроны проходят через В переменном и постоянном полях они получают энергию от постоянного поля и отдают энергию переменному полю. Электроны, которые Отдача энергии переменному полю называется РАБОЧИМИ ЭЛЕКТРОНАМИ.Однако не все электроны отдают энергию поле переменного тока. Некоторые электроны забирают энергию из переменного поля, что является нежелательным действием.

На рисунке 2-32, рассмотрим электрон Q1, который показан входящим в поле вокруг входа в паз резонатора A. По часовой стрелке вращение траектории электрона вызвано взаимодействием магнитного поля вокруг движущегося электрона с постоянное магнитное поле. Предполагается, что постоянное магнитное поле входит в бумагу на рисунке 2-32. (объяснено действие электрона, движущегося в H-поле

2-34

ранее).Обратите внимание, что электрон Q1 движется против переменного поля вокруг полости A. Электрон принимает энергия от переменного поля, а затем ускоряется, поворачиваясь более резко, когда его скорость увеличивается. Таким образом, электрон Q1 возвращается к катоду. Когда он ударяется о катод, он отдает энергию, полученную от переменного поля. Эта бомбардировка также заставляет большее количество электронов покидать катод и ускоряться к аноду. Электрон Q2 — это замедляется полем вокруг полости B и отдает часть своей энергии переменному полю.Поскольку электрон Q2 теряет При увеличении скорости отклоняющая сила, создаваемая полем H, уменьшается. Затем путь электрона отклоняется влево в направление анода, а не возвращение к катоду, как это сделал электрон Q1.

Катод к аноду потенциал и напряженность магнитного поля определяют количество времени, в течение которого электрон Q2 перемещается из положения перед полостью B в положение перед полостью C. Полость C равна примерно 1/2 цикла RF колебания полостей.Когда электрон Q2 достигает положения перед резонатором C, переменное поле резонатора C обратное от показанного. Таким образом, электрон Q2 отдает энергию переменному полю резонатора C и замедляется. даже больше. Электрон Q2 фактически отдает энергию каждой полости при прохождении и в конечном итоге достигает анода, когда его энергия расходуется. Таким образом, электрон Q2 помогает поддерживать колебания, потому что он забирает энергию от постоянного тока. поле и передал его полю переменного тока.Электрон Q1, который забирал энергию из переменного поля вокруг полости A, мало что делал. вред, потому что он сразу вернулся на катод.

Суммарное действие многих электронов, возвращающихся в катод, в то время как другие движутся к аноду, образует узор, напоминающий движущиеся спицы известного колеса. как КОЛЕСО ДЛЯ ЗАРЯДКИ, как показано на рисунке 2-33. Электроны в спицах колеса — рабочие электроны.

Колесо объемного заряда вращается вокруг катода с угловой скоростью 2 полюса (анод сегментов) за цикл переменного поля.Это фазовое соотношение позволяет концентрации электронов непрерывно подавать энергию для поддержания радиочастотных колебаний. Электроны вылетают из области катода между спицы быстро возвращаются на катод.

На рисунке 2-33 чередующиеся сегменты между полостями предполагается, что они находятся под одним и тем же потенциалом в один и тот же момент. Предполагается, что поле переменного тока существует у каждого человека. полость. Этот режим работы называется РЕЖИМОМ ПИ, так как соседние сегменты анода имеют разность фаз. 180 градусов, или один пи радиан.Возможны несколько других режимов колебаний, но магнетрон, работающий в Пи-режим имеет большую мощность и выходную мощность и является наиболее часто используемым.

Рисунок 2-33. — Вращающееся колесо объемного заряда в восьмирезонаторном магнетроне.

2-35

Используется четное количество полостей, обычно шесть или восемь, и к ним прикрепляются чередующиеся сегменты. убедитесь, что они имеют одинаковую полярность.Частота пи-моды отделена от частоты другие режимы обвязкой.

Для режима пи все части каждого обвязочного кольца имеют одинаковый потенциал; но два кольца имеют попеременно противоположные потенциалы, как показано на рисунке 2-34. Паразитная емкость между кольцами добавляет в резонансный режим емкостную нагрузку. Однако для других режимов существует разность фаз между последовательные сегменты, соединенные с данным обвязочным кольцом, которое заставляет ток течь в ремнях.

Рисунок 2-34. — Чередующиеся сегменты соединяются обвязочными кольцами.

Перемычки содержат индуктивность, а индуктивный шунт размещен параллельно эквивалентной схеме. Это снижает индуктивность и увеличивает частоту в режимах, отличных от пи-режима.

Q-38. Что такое основное различие в конструкции между основным магнетроном и магнетроном с отрицательным сопротивлением?

Q-39.Что запускает колебания в магнетроне с отрицательным сопротивлением?

Q-40. Почему магнетрон с отрицательным сопротивлением часто работает с пониженным напряжением накала? Q-41. Какой вид электронного резонанса анодный блок не требует обвязки?

Q-42. Без обвязки резонансные полости каким образом соединены анод с отверстиями и пазами?

Q-43. Как называются электроны, которые сдаются энергия переменного поля в магнетроне?

СПОСОБЫ СОЕДИНЕНИЯ .- Энергия (RF) может быть снята с магнетрона с помощью МУФТЫ ПЕТЛЯ. На частотах ниже 10000 мегагерц петля связи создается путем изгиба внутреннего проводника коаксиальный кабель в петлю. Затем петля припаивается к концу внешнего проводника так, чтобы он выступал в полость, как показано на рисунке 2-35A. Расположение петли в конце полости, как показано на рисунке 2-35B, вызывает магнетрон, чтобы получить достаточный звукосниматель на более высоких частотах.

2-36

Рисунок 2-35A. — Методы магнетронной связи.

Рисунок 2-35B. — Методы магнетронной связи.

МЕТОД КОНТУРА СЕГМЕНТНОГО ПИТАНИЯ показан на рисунке 2-35C. Петля перехватывает магнитные линии, проходящие между полостями. МЕТОД ПЕТЛИ С РЕМНЕМ (рис. 2-35D) улавливает энергию между ремнем и сегмент. Со стороны выхода коаксиальная линия питает другую коаксиальную линию напрямую или питает волновод через дроссельная заслонка.Вакуумное уплотнение на внутреннем проводе помогает поддерживать линию. ОТВЕРСТИЕ, ИЛИ ПРОЕЗД, МУФТА показано на рисунке 2-35E. Энергия подводится непосредственно к волноводу через диафрагму.

Рисунок 2-35C. — Методы магнетронной связи.

2-37

Рисунок 2-35D. — Методы магнетронной связи.

Рисунок 2-35E. — Методы магнетронной связи.

МАГНИТРОННЫЙ ТЮНИНГ . — Настраиваемый магнетрон позволяет системе работать с точной частота в любом месте в пределах диапазона частот, как определено характеристиками магнетрона. Резонансный Частота магнетрона может быть изменена путем изменения индуктивности или емкости резонансных полостей. В На рис. 2-36 индуктивный настраивающий элемент вставлен в отверстие полостей с отверстиями и пазами. Это изменяет индуктивность резонансных контуров, изменяя отношение площади поверхности к объему полости в сильноточный регион.Тип тюнера, показанный на рисунке 2-36, называется SPROCKET TUNER или CROWN-OF-THORNS. ТЮНЕР. Все его элементы настройки прикреплены к раме, которая позиционируется с помощью гибкого сильфона. Установка настраивающих элементов в каждое отверстие анода снижает индуктивность резонатора и, следовательно, увеличивает резонансную частоту. Одним из ограничений индуктивной настройки является то, что она снижает ненагруженную добротность полости и, следовательно, снижает эффективность трубки.

2-38

Рисунок 2-36. — Индуктивная настройка магнетрона.

Вставка элемента (кольца) в паз полости, как показано на рисунке 2-37, увеличивает паз. емкость и уменьшает резонансную частоту. Поскольку зазор уменьшается по ширине, напряжение пробоя составляет понижен. Следовательно, емкостные магнетроны должны работать при низких напряжениях и малой мощности. В Тип емкостного тюнера, показанный на рисунке 2-37, называется ТЮНЕРОМ COOKIE-CUTTER.Состоит из металлического кольца. вставлен между двумя кольцами магнетрона с двойной перевязкой, который служит для увеличения емкости перемычки. Из-за механических проблем и проблем с напряжением, связанных с тюнером для печенья, он более подходит для использования на более длинных волнах. Описанные тюнеры емкости и индуктивности симметричны; что То есть, на каждую полость воздействуют одинаково, и сохраняется режим пи.

Рисунок 2-37.- Настройка емкостного магнетрона.

2-39

10-процентный частотный диапазон может быть получен любым из двух методов настройки, описанных выше. Кроме того, два метода настройки могут использоваться в комбинации для покрытия большего диапазона настройки, чем это возможно с либо один в одиночку.

ДУГА В МАГНИТРОНАХ . — Во время первоначальной эксплуатации мощный магнетрон дуги от катода к пластине и должны быть должным образом ПРОКОЛОМЫ.На самом деле искрение в магнетронах очень общий. Это происходит с новой лампой или после длительного простоя.

Одна из основных причин возникновения дуги. — выделение газа из трубных элементов в периоды простоя. Искрение также может быть вызвано наличием острых Поверхности внутри трубки, переключение режима и потребление чрезмерного тока. Пока катод выдерживает значительная дуга в течение коротких периодов времени, продолжающаяся дуга сокращает срок службы магнетрона и может уничтожить его полностью.Поэтому каждый раз, когда возникает чрезмерная дуга, трубку необходимо снова запекать до тех пор, пока искрение прекращается, и трубка стабилизируется.

Процедура запекания относительно проста. Напряжение магнетрона повышается с низкого значения до образования дуги. происходит несколько раз в секунду. Напряжение остается на этом значении до тех пор, пока дуга не исчезнет. Затем напряжение повышается далее до тех пор, пока дуга снова не возникнет, и остается на этом значении до тех пор, пока дуга снова не прекратится.Всякий раз, когда дуга становится очень сильным и напоминает непрерывную дугу, приложенное напряжение чрезмерно и должно быть уменьшено до позвольте магнетрону восстановиться. Когда достигается нормальное номинальное напряжение и магнетрон остается стабильным на номинальный ток, приработка завершена. Хорошая практика технического обслуживания заключается в том, чтобы запекать магнетроны, оставленные неработающими в оборудование или те, которые использовались в качестве запасных, когда накопились длительные периоды простоя.

Предыдущее информация носит общий характер.Рекомендуемое время и процедуры в технических руководствах для оборудования следует соблюдать при обжиге магнетрона определенного типа.

Усилитель с перекрещенными полями (Amplitron)

УСИЛИТЕЛЬ ПОПЕРЕЧНОГО ПОЛЯ (CFA), широко известный как AMPLITRON, а иногда и называемый PLATINOTRON, представляет собой широкополосный микроволновый усилитель, который также может использоваться в качестве генератора. Cfa аналогичен по работе магнетрону и способен обеспечивать относительно большие количества энергии с высокой эффективность.Полоса пропускания CFA в любой момент составляет примерно плюс-минус 5 процентов от номинальной. центральная частота. Любые входящие сигналы в пределах этой полосы пропускания усиливаются. Пиковая мощность в несколько мегаватт а средний уровень мощности составляет в среднем десятки киловатт, с рейтингом эффективности, превышающим 70 процентов, возможно с усилителями со скрещенными полями.

Из-за желаемых характеристик широкой полосы пропускания, высокой Эффективность и способность обрабатывать большие количества энергии, CFA используется во многих приложениях в микроволновой печи. электронные системы.Эта высокая эффективность сделала CFA полезным для приложений космической телеметрии, а высокая мощность и стабильность сделали его полезным в высокоэнергетических линейных атомных ускорителях. При использовании в качестве промежуточного или заключительный этап в мощных радиолокационных системах, используются все преимущества CFA.

Поскольку CFA работает так же, как магнетрон, подробная теория не представлена в этот модуль. Подробная информация о работе CFA доступна в НАВШИПС 0967-443-2230, Обращение, Установка. и работа усилителей с пересеченными полями.Как упоминалось ранее, усилители со скрещенными полями обычно называют Амплитроны. Однако следует отметить, что Amplitron является товарным знаком компании Raytheon Manufacturing Company для Линия усилителей со скрещенными полями Raytheon. Усилитель со скрещенными полями показан на рис. 2-38.

2-40

NEETS Содержание

Введение в материю, энергию, и постоянного тока
Введение в переменный ток и трансформаторы
Введение в защиту цепей, Контроль и измерение
Введение в электрические проводники, электромонтаж Методики и схематическое чтение
Введение в генераторы и двигатели
Введение в электронную эмиссию, трубки, и блоки питания
Введение в твердотельные устройства и Блоки питания
Введение в усилители
Введение в генерацию волн и формирование волн Схемы
Введение в распространение и передачу волн Линии и антенны
Принципы СВЧ
Принципы модуляции
Введение в системы счисления и логические схемы
Введение в микроэлектронику
Принципы синхронизаторов, сервоприводов и гироскопов
Знакомство с испытательным оборудованием
Принципы радиочастотной связи
Принципы работы радаров
Справочник техника, Главный глоссарий
Методы и практика испытаний
Введение в цифровые компьютеры
Магнитная запись
Введение в волоконную оптику

MPD Components, Inc.Производитель керамики, керамических уплотнений, вакуумных электронных устройств (VED), таких как планары, магнетроны и искровые разрядники, а также радиочастотных микроволновых схемных модулей (MCM)

Магнетроны
MPD предлагает магнетроны для удовлетворения различных требований аэрокосмической отрасли Приложения. Мы строим «ремешок и лопасть» и «коаксиал». магнетроны. Мы отсортировали и представили данные несколькими способами, чтобы позволяют быстро найти искомый магнетрон.

Для для вашего удобства мы также составили таблицу перекрестных ссылок Номера деталей MPD соответствуют номерам деталей производителей оригинального оборудования (OEM). Следующая гиперссылка отобразит номера деталей с перекрестными ссылками. между MPD и AlliedSignal, Bendix, Collins, DelNorte, Honeywell, Номера деталей King Radio, Narco, RCA, Rockwell, Sperry и Telephonics. Следующие «гиперссылки» перенесут вас на таблицы пробирки. данные:

Дисплей Таблицы данных по трубкам:

Сортировано По номеру типа
Сортировка по выходной мощности РЧ
Сортировка по частоте РЧ
Отображение номеров деталей OEM Перекрестная ссылка Стол

Ниже являются ссылками на таблицы данных по магнетронам наших самых популярных магнетронов.Если вы не видите магнетрон или информацию, которую ищете, свяжитесь с нами по адресу [email protected] или позвоните нам по телефону (270) 685-6405 чтобы узнать.

FAA-PMA Информация о применении детали

ПРИМЕЧАНИЕ: Документы, опубликованные на этой странице, находятся в портативном Adobe Acrobat. формат документа (* .pdf). Чтобы просмотреть или распечатать эти документы, вы нужна версия 4.0 из Adobe Acrobat Reader или выше.

MPD Лист данных типа магнетрона

Схема детектора магнетрона

— RCA CORP

Мое изобретение относится к схемам магнетронного детектора и, в частности, к магнетронному детектору с концевыми пластинами, которые подключены к выходной цепи звукового сигнала или промежуточной частоты.

Магнетрон с раздельными анодными электродами является желательным детектором или генератором токов сверхвысокой частоты.Добавление положительно поляризованных электродов на торцевой пластине к магнетрону увеличивает стабильность, эффективность, выходную мощность и простоту настройки таких магнетронов по сравнению с обычным магнетроном. Эффект положительно поляризованных концевых пластин заключается в том, что электроны, которые без влияния концевых пластин и под влиянием магнитного поля, следуют по криволинейным путям от катода к анодам или к ним, следуют по спиральным траекториям от катодов к и в сторону анодов и торцевых пластин.

Я обнаружил, что такие концевые пластины могут быть включены в схему, реагирующую на звуковые токи или токи промежуточной частоты. Одним из преимуществ такой схемы концевой пластины является удобство регулировки. Другим преимуществом является существенное улучшение, которое может быть достигнуто в устранении или ослаблении нежелательных полей, которые влияют на работу цепей сверхвысоких частот магнетрона.

Одной из целей моего изобретения является создание средств для подключения торцевых пластин магнетрона к цепи, которая реагирует на токи звуковой частоты.

Другой целью является создание магнетрона с торцевой пластиной со схемой, реагирующей на обнаруженные токи или токи промежуточной частоты, которые протекают в цепях с торцевой пластиной.

Другой целью является создание средств, с помощью которых магнетрон с торцевой пластиной работает как генератор и смесительная труба, а цепь с торцевой пластиной реагирует на создаваемые им токи промежуточной частоты.

Мое изобретение подробно описано в следующей спецификации и сопроводительном чертеже, на котором фиг. 1 представляет собой схематическую диаграмму магнетрона с торцевой пластиной, в котором аудиовыход выводится из цепи концевой пластины, а фиг. 2 — схематическая диаграмма концевой пластины. пластинчатый магнетрон, предназначенный для создания токов промежуточной частоты в контуре торцевой пластины.

При ссылке на чертеж аналогичные ссылочные позиции будут использоваться для обозначения аналогичных элементов. Ссылаясь на фиг.1, внутри вакуумированной оболочки I расположены катод 3, разрезные аноды 5 и электроды 7 на торцевой пластине магнетрона. Эти электроды могут поддерживаться любым подходящим способом. Торцевые пластины предпочтительно расположены симметрично относительно разъемных анодов. Магнитное поле, силовые линии которого окружают катод 3 и по существу параллельны ему, создается постоянным магнитом, электромагнитом или соленоидом 9.Электромагнит питается от батареи 11 или подобного. Анодные электроды 5 соединены с резонансной линией 13, которая может оканчиваться дипольной антенной 15. Хотя резонансная линия показана настроенной регулируемой шунтирующей секцией 17, можно использовать любые средства настройки. 5 Средняя точка диполя 15 соединена через радиочастотный дроссель 19 с положительной клеммой батареи 21. Отрицательная клемма батареи подключена к катоду 3, который питается от батареи 23 или любого удобного источника мощность.

Торцевые пластины 7 соединены вместе и с импедансом 25 связи, на котором возникают напряжения детектируемого сигнала и который подключен к точке положительной полярности на батарее 21, или к независимой батарее для поляризации концевых пластин e положительно с относительно катода -3. Торцевые пластины также подключены через разделительный конденсатор 27 к входу усилителя звука 29. Выходной сигнал усилителя звука отображается на индикаторе сигнала. Если в передатчике используется двойная модуляция, звуковой усилитель заменяется усилителем, реагирующим на токи промежуточной несущей частоты.В схеме, показанной на фиг.2, электроды магнетрона соединены аналогично приведенному выше описанию фиг.1, но соединение концевых пластин с усилителем промежуточной частоты 31 включает настроенный контур 33. Настроенный контур состоит из катушки индуктивности 35. и конденсатор 37, который резонирует с токами промежуточной частоты. Выход усилителя 31 промежуточной частоты включает второй детектор 39 и телефонные приемники 41 или другой индикатор сигнала.

При работе устройства, изображенного на рис.1, магнетрон настроен на работу в качестве сверхвысокочастотного детектора. Настроенная схема 13, 15, 17 сделана чувствительной к входящим сигнальным токам. Магнитное поле, а также потенциалы анода и торцевой пластины регулируются для получения оптимального отклика сигнала. Тенденцию магнетронного детектора к влиянию полей рассеяния можно значительно уменьшить за счет использования концевой пластины, которая может быть легко экранирована от мешающих токов.

В схемах, показанных на рис. 1 и 2, экранирование 43 предотвращает прямой захват.Емкость между концевыми пластинами и анодами очень мала. Эта малая пропускная способность сделает передачу мешающих токов, принимаемых линией передачи, очень малой. Наконец, антенна и линия передачи находятся под потенциалом земли для всех токов, частота которых ниже диапазона сверхвысоких частот, в котором работает магнетронный детектор. Следовательно, в частотном диапазоне, на который реагирует выходная цепь детектора, практически не будут улавливаться мешающие потенциалы.

При работе схемы на рис. 2 я обнаружил, что входная цепь магнетрона и рабочие параметры магнетрона могут быть отрегулированы так, что магнетрон генерирует колебательные токи с частотой, равной частоте входящего сигнала плюс или минус промежуточная частота. . Частотные токи входящего сигнала и токи, генерируемые колебаниями внутри магнетрона, объединяются с образованием биений или токов промежуточной частоты, которые передаются на усилитель промежуточной частоты и выпрямляются детектором 39.Как и в случае схемы на фиг.1, цепи промежуточной частоты могут быть экранированы, чтобы уменьшить наводку от мешающих полей.

Таким образом, я описал магнетрон с торцевой пластиной, в котором торцевые пластины подключены к цепи или усилителю, реагирующему на токи промежуточной или звуковой частоты. Цепи торцевой пластины могут быть экранированы от нежелательных полей, чтобы ослабить ее реакцию на указанные поля и тем самым улучшить отношение сигнал / шум по сравнению с обычными цепями магнетрона.

Я заявляю в качестве своего изобретения: 1. Ультравысокочастотный магнетрон, имеющий электроды катода, анода и торцевой пластины, средства, подключенные к указанным анодным электродам для наложения на них частотных токов входящего сигнала, средства, через которые формируются напряжения обнаруженного сигнала, и соединения от указанных последнее названное средство относится к указанным электродам на торцевой пластине.

2. Ультравысокочастотный магнетрон, имеющий электроды катода, анода и торцевой пластины, средства для смещения указанных электродов анода и торцевой пластины положительно по отношению к указанному катоду, средства, подключенные к указанным анодным электродам для наложения на них токов частоты входящего сигнала, средства, через которые вырабатываются напряжения детектируемых сигналов и соединения от упомянутых последних названных средств к упомянутым электродам на торцевой пластине.

3. Ультравысокочастотный магнетрон, имеющий электроды катода, анода и торцевой пластины, средство, подключенное к указанным анодным электродам, для наложения токов с частотой входящего сигнала на указанные анодные электроды, средство для регулировки рабочих параметров указанного магнетрона, чтобы тем самым генерировать токи с частотой биений. , схему, реагирующую на упомянутые токи с частотой биений, и соединения упомянутых электродов на торцевой пластине с упомянутой схемой.

4. Ультравысокочастотный магнетрон, имеющий электроды катода, анода и торцевой пластины, средства для смещения указанных электродов анода и торцевой пластины положительно относительно указанного катода, средства, подключенные к указанным анодным электродам, для наведения токов входящей частоты сигнала на указанные анодные электроды. , средство для регулирования рабочих параметров упомянутого магнетрона, чтобы тем самым генерировать токи с частотой биений, схему, реагирующую на упомянутые токи с частотой биений, и соединения упомянутых электродов на торцевой пластине с упомянутой схемой.

5. Магнетрон для приема и обнаружения сверхвысокочастотных колебаний, включая катод, разрезной анод и электроды на торцевой пластине, средство для создания магнитного поля, силовые линии которого по существу параллельны катоду и окружают его, резонансная линия соединена с указанным разделением. анодные электроды, средство для настройки указанной резонансной линии на входящие токи, цепь, реагирующая на обнаруженные компоненты указанных токов и подключенная к указанным электродам торцевой пластины, и средство для поляризации указанных раздельных анодов и указанных торцевых пластин положительно по отношению к указанному катоду. .

6. Устройство по п.1, в котором электроды на торцевой пластине расположены симметрично относительно анодных электродов.

7. Устройство по п.5, в котором электроды на торцевой пластине расположены симметрично относительно разъемных анодов. 8. Сверхвысокочастотный магнетрон, включающий катод, разъемные аноды и торцевые пластины, симметрично расположенные относительно указанных разъемных анодов, резонансную линию, включающую дипольную антенну, соединенную с указанными разъемными анодами, секцию шунта, соединенную с указанной резонансной линией для настройки указанной линии. на токи входящей частоты сигнала, средство, реагирующее на обнаруженные компоненты упомянутых частотных токов входящего сигнала, соединения упомянутых торцевых пластин с упомянутым средством и источник n поляризующего напряжения для смещения упомянутых разъемных анодов и упомянутых торцевых пластин в положительном направлении относительно упомянутого катода.

РЕНЕ А. БРАДЕН.

Как работает магнетронное зажигание на газонокосилке? | Home Guides

Компания Briggs & Stratton разработала систему зажигания Magnetron в 1980-х годах. Подобно более ранним системам индукционного зажигания, система магнетрона не полагается на механические точки для генерации тока в свече зажигания. Вместо этого переключение выполняется парой транзисторов. Магнетронные системы зажигания настолько надежны, что они заменили системы выключателя во всех двигателях газонокосилок, производимых Briggs & Stratton, а также в двигателях других производителей.

Электромагнитная индукция

Система зажигания запускает газонокосилку и поддерживает ее работу, генерируя электрический ток, достаточный для преодоления зазора между электродами свечи зажигания и создания искры для воспламенения топлива в камере сгорания. Для этого в системе используется явление магнитной индукции, обнаруженное физиком Майклом Фарадеем в 1831 году. Фарадей обнаружил, что магнетизм и электричество взаимосвязаны, и что движение магнита мимо катушки с проводящим проводом генерирует электрический ток в проводе.Следствием этого является то, что прохождение электрического тока через катушку создает магнитное поле, которое может индуцировать ток во второй катушке.

Повышение напряжения

Двигатель газонокосилки с системой зажигания магнетрон имеет маховик, который соединен с коленчатым валом двигателя. К краю маховика прикреплен единственный постоянный магнит, и каждый раз, когда маховик вращается, магнит проходит через катушку из медной проволоки и генерирует в ней электрический ток. Однако сам по себе этот ток недостаточно силен, чтобы перепрыгнуть через зазор между электродами свечи зажигания, поэтому система зажигания включает в себя трансформатор, который представляет собой вторичную катушку с большим числом витков, чем у исходной.Согласно закону, открытому Фарадеем, напряжение, индуцируемое во второй катушке электромагнитным полем, создаваемым первой катушкой, увеличивается с количеством витков во второй катушке.

Транзисторная система переключения

Чтобы предотвратить постоянное искрение свечи и нарушение рабочего цикла поршня, система зажигания должна включать механизм переключения для отключения питания свечи. В системах, предшествовавших системе Магнетрон, переключатель был механическим, обычно состоящий из вращающегося прерывателя, который мгновенно контактировал с электродом, замыкая цепь.В системе магнетрона переключение осуществляется транзистором Дарлингтона, который на самом деле представляет собой пару транзисторов. Когда первый из этих транзисторов обнаруживает ток от обмотки триггера, он открывает второй транзистор, позволяя ему пропускать ток к первичной катушке.

Работа от магнетронного зажигания

Запуск газонокосилки с магнетронным зажиганием состоит из вращения маховика электронным или ручным способом с помощью троса.

Принцип работы магнетрона в микроволновой печи

Схема подключения магнетрона в микроволновой печи

Основные компоненты микроволновой печи

Механизм нагрева пищи в микроволновой печи

Мощность магнетрона и эффективность микроволновой печи

Система охлаждения магнетрона в микроволновой печи

Защитные системы в конструкции микроволновой печи

1.6.1. Источник питания магнетрона. Микроволновые печи нового поколения [Устройство, диагностика неисправностей, ремонт]

Читайте также

ОТХОДЫ КАК ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ

В ИНДУСТРИИ ПИТАНИЯ

1.

1.2. Бестрансформаторный стабилизированный источник питания на интегральном стабилизаторе

1.3. Простой источник аварийного питания

Глава вторая Незаменимый источник энергии

2.6. Блок питания

Глава 3 Системы питания

Глава 2 Импульсный источник вторичного электропитания конструктива ATX фирмы DTK

2.2. Конструкция блока питания

3.

1.4. Обязательные правила при замене магнетрона

2.2. Еще один способ проверки магнетрона

Уход за источниками питания

6.6.7. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ. СИСТЕМЫ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ — ДВИГАТЕЛЬ (ТП — Д) И ИСТОЧНИК ТОКА — ДВИГАТЕЛЬ (ИТ — Д)

10. КУЛЬТУРА ПИТАНИЯ ЗДОРОВОГО ЧЕЛОВЕКА. РЕЖИМ ПИТАНИЯ

Ремонт СВЧ

Устройство микроволновки.

Устройство и конструкция СВЧ-печи

Конструкция микроволновки.

Электрическая схема микроволновки.

Дополнительные элементы микроволновки.

Про фьюз-диод, высоковольтный конденсатор и диод.

Конструкция резонансного магнетрона

Магнетрон устройство и принцип работы

Как работает микроволновка — принцип работы СВЧ и магнетрона

Принцип работы микроволновой печи

Схема СВЧ печи

Устройство микроволновки

Блок управления

Блок генерации СВЧ излучения

Системы основной и вторичной защиты

Функции микроволновки

Что такое магнетрон

Принцип работы магнетрона

Устройство магнетрона

Подключение магнетрона

Магнетроны. Устройство и работа. Виды и применение. Как выбрать

Магнетроны резонансного типа состоят из:

Магнетроны разделяют по виду резонаторов:

Наиболее малую мощность имеет магнетрон 2М 213. Его мощность составляет 700 ватт при нагрузке и 600 ватт номинальная.

Приборы средней мощности в основном изготавливают на 1000 ватт. Марка такого магнетрона – 2М 214.

Наибольшая мощность магнетрона у модели 2М 246.

Как работает магнетрон, как он выглядит, его предназначение

Назначение и принцип работы магнетрона

Видео: что такое магнетрон

Из чего состоит магнетрон

Сферы применения магнетронов

Видео: как работает магнетрон

Основные преимущества магнетронов

Возможные неисправности магнетрона и его замена

Видео: устройство и принцип работы микроволновой печи

Магнетрон устройство и принцип работы

Характеристики

Конструкция

Принцип работы

Применение

yourmicrowell.ru

Работа магнетрона — коротко

Новости нашего магазина

Основы радиолокации — Магнетрон

Магнетрон

Устройство магнетронов

Микроволновая печь с двухступенчатым стартом SW19.ru

С магнетроном вблизи и лично

Магнетрон рабочий без духовки (строит самодельную СВЧ)

| M-Press Systems

Принцип работы магнетронов

Работа магнетронов

Источник питания с нитью

Источник питания высокого напряжения