Домой Регистрация
Приветствуем вас, Гость



Форма входа

Население


Вступайте в нашу группу Вконтакте! :)




ПОИСК


Опросник
Используете ли вы афоризмы и цитаты в своей речи?
Проголосовало 514 человек


Магнетрон что это такое


Что такое магнетрон, принцип его работы

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:

  1. сверхвысокочастотное;
  2. электрическое;
  3. 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:

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:

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:

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:

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

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 6 чел.Средний рейтинг: 4.8 из 5.

Магнетрон - это... Что такое Магнетрон?

Магнетрон

Магнетрон — это мощная электронная лампа, генерирующая микроволны при взаимодействии потока электронов с магнитным полем.

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

Магнетрон в продольном сечении Схема конструкции 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 кольцевую колебательную 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.

Принцип работы

Схема работы магнетрона

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

Предупреждающий знак «Опасно. Радиоизлучение»

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.

Источники

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:

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:

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
Сфера использования магнетронов

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

5 — Высоковольтный трансформатор

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.

Похожие темы:

Принцип работы и схема включения магнетрона микроволновой печи

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

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

Магнетрон

Что такое микроволны и как они нагревают пищу

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

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

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

Микроволновое излучение

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

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

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

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

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

Нагрев пищи при помощи СВЧ

Устройство магнетрона и его применение

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

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

Устройство магнетрона

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

Магнетроны в радиолокации

Принцип работы магнетрона

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

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

Электровакуумный диод

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

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

Схема включения магнетрона

Как магнетрон влияет на мощность СВЧ

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

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

Охлаждение и защита магнетрона

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

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

Термореле

Можно ли заменить магнетрон

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

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

Стандартная конфигурация магнетрона

Диагностика неисправностей и причины их появления

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

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

Диагностика

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

МАГНЕТРО́Н

Авторы: Э. Д. Шлифер

МАГНЕТРО́Н (от маг­нит и …трон), ге­не­ра­тор­ный элек­тро­ва­ку­ум­ный СВЧ-при­бор, в ко­то­ром фор­ми­ро­ва­ние элек­трон­но­го по­то­ка и его взаи­мо­дей­ст­вие с элек­тро­маг­нит­ным по­лем СВЧ про­ис­хо­дит в про­стран­ст­ве, где по­сто­ян­ные элек­трич. и маг­нит­ные по­ля вза­им­но пер­пен­ди­ку­ляр­ны. Ос­но­ву кон­ст­рук­ции М. со­став­ля­ет ци­лин­д­рич. ди­од с внутр. элек­тро­дом – ка­то­дом в од­но­род­ном маг­ни­то­ста­тич. по­ле, на­прав­лен­ном вдоль его оси.

Тер­мин «М.» вве­дён амер. фи­зи­ком А. Хал­лом, ко­то­рый в 1921 впер­вые опу­б­ли­ко­вал ре­зуль­та­ты тео­ре­тич. и экс­пе­рим. ис­сле­до­ва­ний ра­бо­ты М. в ста­тич. ре­жи­ме и пред­ло­жил ряд кон­ст­рук­ций при­бо­ра. Ге­не­ри­ро­ва­ние элек­тро­маг­нит­ных ко­ле­ба­ний в де­ци­мет­ро­вом диа­па­зо­не (дли­на вол­ны $λ≈29$ см) от­крыл и за­па­тен­то­вал в 1924 че­хосл. фи­зик А. Жа­чек. В 1930-х гг. это на­прав­ле­ние по­лу­чи­ло даль­ней­шее раз­ви­тие во мно­гих стра­нах. В 1936–37 рос. ин­же­не­ра­ми Н. Ф. Алек­сее­вым и Д. Е. Ма­ля­ро­вым под рук. М. А. Бонч-Бруе­ви­ча раз­ра­бо­тан мно­го­ре­зо­на­тор­ный М., что по­зво­ли­ло мно­го­крат­но уве­ли­чить вы­ход­ную мощ­ность при­бо­ра (по срав­не­нию с обыч­ны­ми од­но­ре­зо­на­тор­ны­ми М.). В 1940–1970-х гг. раз­ра­бо­та­но св. ты­ся­чи ти­пов мно­го­ре­зо­на­тор­ных М. (в осн. для ра­дио­ло­ка­ции). На ос­но­ве М. соз­дан класс но­вых при­бо­ров для ге­не­ра­ции и уси­ле­ния СВЧ-ко­ле­ба­ний (см. Маг­не­трон­но­го ти­па при­бор).

В мно­го­ре­зо­на­тор­ном М. (рис. 1) анод­ный блок пред­став­ля­ет со­бой мас­сив­ный мед­ный ци­линдр с цен­траль­ным круг­лым сквоз­ным от­вер­сти­ем и сим­мет­рич­но рас­по­ло­жен­ны­ми сквоз­ны­ми по­лос­тя­ми, вы­пол­няю­щи­ми роль объ­ём­ных ре­зо­на­то­ров. Ка­ж­дый ре­зо­на­тор со­еди­нён ще­лью с центр. от­вер­сти­ем, в ко­то­ром со­ос­но анод­но­му бло­ку рас­по­ло­жен по­лый ка­тод. Маг­нит­ное по­ле соз­да­ёт­ся внеш­ни­ми по­сто­ян­ны­ми маг­ни­та­ми или элек­тро­маг­ни­та­ми. Свя­зан­ные ме­ж­ду со­бой ре­зо­на­то­ры об­ра­зу­ют коль­це­вую за­мед­ляю­щую сис­те­му, на­зы­вае­мую ре­зо­на­тор­ной сис­те­мой (РС) маг­не­тро­на. Яв­ля­ясь ано­дом, РС при­ни­ма­ет по­ток элек­тро­нов, в ней про­ис­хо­дит взаи­мо­дей­ст­вие элек­тро­нов с элек­тро­маг­нит­ным по­лем. РС име­ет неск. ре­зо­нанс­ных час­тот, при ко­то­рых на за­мед­ляю­щей сис­те­ме ук­ла­ды­ва­ет­ся це­лое чис­ло стоя­чих волн от $1$ до $N/2$ ($N$ – чис­ло ре­зо­на­то­ров). На ре­зо­нанс­ной час­то­те ко­ле­ба­ния в двух со­сед­них ре­зо­на­то­рах сдви­ну­ты по фа­зе на $Δφ$: $Δφ= 2π (n+pN)/N$, где $n= 0,1,…, N/2; p=± 0,1,2,…$. При $n=N/2$ и $p=0$ фа­зо­вый сдвиг ра­вен $π$. Со­от­вет­ст­вую­щий это­му слу­чаю вид ко­ле­ба­ний (т. н. $π$-вид) обыч­но вы­би­ра­ют в ка­че­ст­ве ра­бо­че­го. РС в М. раз­ли­ча­ют по фор­ме ре­зо­на­то­ров – ще­ле­вые, ти­па «щель – от­вер­стие», ло­па­точ­ные, ка­п­ле­вид­ные и др., а так­же по кон­ст­рук­ции сис­те­мы в це­лом – рав­но­ре­зо­на­торные, рав­но­ре­зо­на­тор­ные со связ­ка­ми и раз­но­ре­зо­на­тор­ные. В рав­но­ре­зо­на­тор­ной сис­те­ме $π$-вид и со­сед­ние ви­ды ко­ле­ба­ний име­ют близ­кие ре­зо­нанс­ные час­то­ты (раз­де­ле­ние час­тот тем мень­ше, чем боль­ше $N$). Для обес­пе­че­ния ста­биль­ной ра­бо­ты М. (во из­бе­жа­ние пе­ре­ско­ков на др. ви­ды ко­ле­ба­ний, со­про­во­ж­даю­щих­ся из­ме­не­ния­ми час­то­ты и вы­ход­ной мощ­но­сти) не­об­хо­ди­мо, что­бы бли­жай­шая ре­зо­нанс­ная час­то­та РС зна­чи­тель­но от­ли­ча­лась от ра­бо­чей час­то­ты (при­мер­но на 10%). В М. не­об­хо­ди­мо­го раз­де­ле­ния час­тот до­би­ва­ют­ся вве­де­ни­ем двух коль­це­вых свя­зок, со­еди­няю­щих со­от­вет­ст­вен­но чёт­ные и не­чёт­ные эле­мен­ты рав­но­ре­зо­на­тор­ной сис­те­мы, ли­бо при­ме­не­ни­ем раз­но­ре­зо­на­тор­ных сис­тем, в ко­то­рых чёт­ные ре­зо­на­то­ры име­ют один раз­мер, а не­чёт­ные – дру­гой. Для вы­во­да СВЧ-энер­гии, как пра­ви­ло, ис­поль­зу­ет­ся пет­ля свя­зи, за­кре­п­лён­ная в од­ном из ре­зо­на­то­ров маг­не­тро­на.

По­ми­мо осн. уз­лов – анод­но­го бло­ка, ка­то­да и вы­ход­но­го уст­рой­ст­ва, М. со­дер­жит до­пол­нит. эле­мен­ты, уз­лы и уст­рой­ст­ва, ко­то­рые обес­пе­чи­ва­ют пе­ре­строй­ку час­то­ты в М., фор­ми­ро­ва­ние тре­буе­мой струк­ту­ры по­сто­ян­ных элек­трич. и маг­нит­но­го по­лей, по­дав­ле­ние не­ра­бо­чих ви­дов ко­ле­ба­ний, ох­ла­ж­де­ние при­бо­ра и пр. Пе­ре­строй­ка час­то­ты М. (из­ме­не­ние час­то­ты ге­не­ри­руе­мых ко­ле­ба­ний) осу­ще­ст­в­ля­ет­ся: вве­де­ни­ем ме­тал­лич. или ди­элек­трич. эле­мен­тов, вы­зы­ваю­щих из­ме­не­ние струк­ту­ры СВЧ-по­ля РС и, со­от­вет­ст­вен­но, её ре­зо­нанс­ной час­то­ты (ме­ха­нич. пе­ре­строй­ка час­то­ты); вве­де­ни­ем до­пол­нит. элек­трон­ных по­то­ков или из­ме­не­ни­ем па­ра­мет­ров ра­бо­чего элек­трон­но­го по­то­ка (элек­трон­ная пе­ре­строй­ка час­то­ты); вве­де­ни­ем в ко­ле­ба­тель­ную сис­те­му М. си­хро­ни­зи­рую­ще­го СВЧ-сиг­на­ла (в т. н. син­хро­ни­зи­ро­ван­ном М.); пе­ре­строй­кой ре­зо­на­то­ров или от­рез­ков ли­нии пе­ре­да­чи СВЧ, элек­тро­ди­на­ми­че­ски свя­зан­ных с РС.

В М. на элек­тро­ны, дви­жу­щие­ся в про­стран­ст­ве ме­ж­ду ка­то­дом и анод­ным бло­ком (т. н. про­стран­ст­во взаи­мо­дей­ст­вия), дей­ст­ву­ют по­сто­ян­ное элек­трич. по­ле, по­сто­ян­ное маг­нит­ное по­ле и элек­трич. СВЧ-по­ле ре­зо­на­тор­ной сис­те­мы (рис. 2). Пе­ре­ме­ща­ясь от ка­то­да к ано­ду под дей­ст­ви­ем по­сто­ян­но­го элек­трич. по­ля, элек­тро­ны при­об­ре­та­ют ра­ди­аль­ную ско­рость; при этом энер­гия ис­точ­ни­ка анод­но­го на­пря­же­ния пре­об­ра­зу­ет­ся в ки­не­тич. энер­гию элек­тро­нов. По­сто­ян­ное маг­нит­ное по­ле, на­прав­лен­ное по оси ка­то­да, из­ме­ня­ет на­прав­ле­ние дви­же­ния элек­тро­нов, т. е. элек­тро­ны при­об­ре­та­ют тан­ген­ци­аль­ную (ази­му­таль­ную) ско­рость. При воз­бу­ж­де­нии РС на к.-л. из ви­дов ко­ле­ба­ний (напр., на $π$-ви­де) элек­трич. СВЧ-по­ле, про­ни­каю­щее че­рез ще­ли ре­зо­на­то­ров в про­ме­жу­ток анод – ка­тод с оп­ре­де­лён­ной про­странств. пе­рио­дич­но­стью, ли­бо тор­мо­зит элек­тро­ны в ази­му­таль­ном на­прав­ле­нии (ес­ли тан­ген­ци­аль­ные со­став­ляю­щие элек­трич. СВЧ-по­ля и ско­ро­сти элек­тро­нов сов­па­да­ют по на­прав­ле­нию), ли­бо до­пол­ни­тель­но ус­ко­ря­ет их (в про­ти­во­по­лож­ном слу­чае). За­мед­лен­ные элек­тро­ны от­да­ют СВЧ-по­лю свою энер­гию и под­дер­жи­ва­ют ко­ле­ба­ния в ре­зо­на­то­рах. Для не­пре­рыв­но­го тор­мо­же­ния не­об­хо­ди­мо, что­бы элек­тро­ны пе­ре­ме­ща­лись по ази­му­ту ме­ж­ду дву­мя со­сед­ни­ми ре­зо­на­то­ра­ми за вре­мя, рав­ное пол­пе­рио­ду СВЧ-ко­ле­ба­ний, т. е. сред­няя ско­рость вра­ще­ния элек­тро­нов во­круг ка­то­да сов­па­да­ла с фа­зо­вой ско­ро­стью элек­тро­маг­нит­ной вол­ны (ус­ло­вие син­хро­низ­ма элек­тро­нов и волн). Элек­тро­ны, по­па­даю­щие в ус­ко­ряю­щее по­ле СВЧ, уве­ли­чи­ва­ют свою ки­не­тич. энер­гию и от­хо­дят от РС. Часть из них воз­вра­ща­ет­ся на ка­тод, вы­зы­вая вто­рич­ную эмис­сию; элек­тро­ны, по­па­даю­щие в ра­ди­аль­ное элек­трич. по­ле вол­ны, ли­бо ус­ко­ря­ют­ся в ази­му­таль­ном на­прав­ле­нии, ли­бо тор­мо­зят­ся, груп­пи­ру­ясь око­ло элек­тро­нов, на­хо­дя­щих­ся в тор­мо­зя­щем по­ле. Т. о., в М. в ус­ло­ви­ях син­хро­низ­ма фор­ми­ру­ют­ся сгу­ст­ки про­странств. за­ря­да (т. н. спи­цы), сле­дую­щие за тор­мо­зя­щей фа­зой СВЧ-по­ля и от­даю­щие ему свою энер­гию. Дли­тель­ное (в те­че­ние не­сколь­ких пе­рио­дов) взаи­мо­дей­ст­вие элек­тро­нов с ВЧ-по­лем и фа­зо­вая фо­ку­си­ров­ка элек­тро­нов в М. обес­пе­чи­ва­ют вы­со­кий кпд при­бо­ра (до 80–90%) и воз­мож­ность по­лу­че­ния боль­ших мощ­но­стей – от не­сколь­ких Вт до де­сят­ков кВт в не­пре­рыв­ном ре­жи­ме и от со­тен Вт до де­сят­ков МВт и бо­лее в им­пульс­ном ре­жи­ме при дли­тель­но­сти им­пуль­сов от до­лей до де­сят­ков мкс. М. ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся в ра­дио­тех­нич. сис­те­мах разл. на­зна­че­ния (в ра­дио­ло­ка­ции и на­ви­га­ции, ра­дио­ас­тро­но­мии, ме­тео­ро­ло­гии, свя­зи), в пром. и на­уч. СВЧ-ус­та­нов­ках, в бы­то­вых СВЧ-пе­чах, в ме­ди­цин­ской и др. ап­па­ра­ту­ре.

Что такое магнетрон в микроволновке, как его проверить и починить

Быстрый нагрев, который сделал микроволновую печь такой популярной, возможен благодаря магнетрону. Когда он ломается, выходит из строя вся печь. Если вы можете найти магнетрон в микроволновке, любознательны и любите проверять сервисные центры на честность и компетентность, то эта статья для вас.

Что такое магнетрон

Это генератор сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения в печи. Электромагнитные волны, которые он излучает, нагревают продукты, приводя в движение молекулы воды в пище. Получается, что еда разогревается без теплового влияния извне. Поэтому рабочая температура в микроволновке не может превышать 100°С — точку кипения воды.

Как устроен

Тут можно вспомнить школьного физика, который справедливо говорил, что наука пригодится.

Принцип работы и схема этого электровакуумного диода напоминает обычную электрическую лампочку. Высокое напряжение подаётся к корпусу, который является катодом. Подключается питание, элементарные частицы — электроны — устремляются к аноду.

Из чего состоит анод? Медная гильза (цилиндр, трубка, лампа) с вакуумными секциями внутри и вольфрамовой нитью накала. По бокам расположены магниты, создающие магнитное поле и задающие спиралевидную траекторию движения частицам. Электроны, перемещаясь по резонатору с бешеной скоростью, возбуждают высокочастотные токи. Возникает мощный СВЧ-поток, который выходит в духовой шкаф через волновод (антенну). Защита устройства от перегревания обеспечивается алюминиевыми пластинами радиатора.

Если пища не греется, необходимо проверить магнетрон.

Основные неисправности

Во многих случаях магнетрон не поддаётся ремонту. Но прежде чем покупать новый, необходимо разобраться в причинах поломки. Возможно, удастся сэкономить, заменив всего одну деталь.

  1. Разгерметизация. Требуется замена прибора. Без вакуума работать не будет.
  2. Обрыв нити накала. Это как в лампочке — если перегорела, то навсегда.
  3. Прогорел колпачок на антенне. Можно отремонтировать.
  4. Вышла из строя магнитная система. Случается редко, но если лопнул верхний магнит, его можно заменить.
  5. Закончился срок службы. Если прибор износился, его лучше поменять.
  6. Нарушена ёмкость переходного конденсатора. Сервисные службы при такой поломке советуют замену всего магнетрона. Но, имея нужные инструменты, вы найдёте, чем заменить эту деталь.

Как видите, поправимых случаев мало, но они есть. Прежде чем начать ремонт, проверьте систему на работоспособность.

Диагностика

Внимание! Ни в коем случае не включайте в сеть прибор, который вы вытащили из корпуса печки! Это может нанести непоправимый вред вашему здоровью и окружающим. Перед тем как разобрать микроволновку, проверьте, как работает источник питания. Возможно, виновато слабое напряжение в электрической сети. Если питание соответствует норме, проведите тщательный осмотр с тестером.

Первая проверка на исправность — визуальная. Посмотрите, не сгорел ли колпачок антенны, нет ли деформации, пробоин, следов гари на корпусе, фильтре. Обратите внимание на целостность магнитов. Это поможет определить, где находится причина поломки. Если внешних признаков повреждения нет, можно прозвонить магнетрон мультиметром.

Заряд пробивает на корпус? Скорее всего, повреждена ёмкость конденсатора.

Важно! Применение специальных аппаратов для диагностики не всегда гарантирует точность данных.

Как починить в домашних условиях

Самостоятельно вы можете поменять такие детали:

Замена колпачка

Эту деталь можно купить на любом радиорынке, сделать самостоятельно из подходящего по диаметру электролитического конденсатора или напёрстка. Как это сделать:

  1. Обесточьте печь, аккуратно снимите вилку питания.
  2. Отсоедините крепления, вытащите устройство.
  3. Проверьте колпачок. Если есть нагар, очистите мелкозернистой наждачной бумагой.
  4. Колпачок пробит током, сгорел — нужно заменить.
  5. Снимите его с антенны, проверьте её целостность. Если анод в порядке, прибор можно починить.
  6. Установите новую деталь, вставьте магнетрон на место.

Меняем конденсатор

  1. Снимите крышку фильтра.
  2. Откусите кусачками контакты дросселей.
  3. Сверлом (3 мм в диаметре) рассверлите отверстия вокруг конденсатора.
  4. Достаньте из корпуса фильтра.
  5. Отмотайте по одному витку у каждого дросселя. Это увеличит длину контакта.
  6. Зачистите контакты с помощью наждачной бумаги, ножа.
  7. Вставьте новый конденсатор в корпус фильтра на место старого, прикрутите болтами.
  8. Соедините контакты так, чтобы не прикасались к стенкам коробки.
  9. Закройте крышку.

Готово! Мы рассмотрели поломки, которые вы в состоянии исправить без вмешательства профессионалов. Но если магнетрон не подлежит ремонту, его нужно менять.

Как подобрать новый магнетрон

Прежде чем купить новый magnetron, изучите технические характеристики старого. На внешней стенке устройства есть этикетка с необходимой информацией: названием модели, мощностью, частотой, расположением клемм питания. Полную совместимость можно получить, выбирая модель, которая соответствует модели вашей СВЧ-печи. Потому что, если у вас «Самсунг» — то генератор марки LG не подойдёт по многим параметрам.

Модель Мощность (Вт) Размеры (мм) Рабочая частота (МГц)

Daewoo Electronics

2м218 900 86*106,5*133,6 2 458
2м259 1 000 86*106,5*133,6 2 459
Rм228 900 86*106,5*133,6 2 459
2м254 900 86*106,5*133,6 2 459
2м248 900 86*106,5*133,6 2 459
Samsung
OM52S 600 72,8*110*121 2 465
OM75S 900 73,2*109*126 2 465
OM75P 900 80*127*133 2 465
OM80S 1 000 80*111*133 2 465
Panasonic
2м236-M42 900 93,2*127*133 2 460
2м261-M32 900 2 460
2м211A-M1 700 2 460
2м211A-M2 700 2 460
LG
2м213 700 73,2*109*126 2 460
2м214 900 80*127*133 2 460
2м226 900 93,2*127*133 2 460
2м236 900 93,2*127*133 2 460
2м246 1 100 93,2*127*133 2 460
2м257 1 500 93,2*127*133 2 460
2м278 2 000 120*128*170 2 460
2м285 3 000 120*128*192 2 460
2м286 1 100 93,2*127*133 2 460
2м290 3 000 120*128*192 2 460
Witol
2м217  600  86*106,5*133  2 460
2м218  900  86*106,5*133  2 460
2м219  950  86*106,5*133  2 460
2м301  200  86*106,5*133  2 460
2м311  200  86*106,5*133  2 460
2м312  300  86*106,5*133  2 460
2м313  300  86*106,5*133  2 460
2м315  600  86*106,5*133  2 460
2м319  1 050  86*106,5*133  2 460
2м339  950  86*106,5*133  2 460
2м343  1 500  86*106,5*133  2 460
2м363  1 500  86*106,5*133  2 460
2м369  1 050  86*106,5*133  2 460

Теперь у вас есть все данные, чтобы найти в поисковике браузера нужную модель, узнать, сколько стоит и где купить.

Подключение

Как подключить:

  1. Вставьте новое устройство на место старого.
  2. Надёжно вкрутите крепёжные болты (саморезы).
  3. Соедините провода.
  4. Прикрутите заднюю стенку печи.

Обладая необходимыми знаниями и умениями, можно починить даже сложную, на первый взгляд, электромагнитную систему. Но если вы чувствуете, что вам не хватает компетентности, — не рискуйте, доверьтесь профессионалам.

(17 оценок, среднее: 4,47 из 5)


Смотрите также




© 2012 - 2020 "Познавательный портал yznai-ka.ru!". Содержание, карта сайта.