หลักการทำงานและวงจรรวมของแมกนีตรอนของเตาไมโครเวฟ

เตาไมโครเวฟได้กลายเป็นที่ยอมรับอย่างมั่นคงและได้กลายเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่ขาดไม่ได้ของอพาร์ทเมนท์ใด ๆ เครื่องใช้ในครัวเรือนนี้ช่วยให้คุณอุ่นอาหารในเวลาไม่กี่นาทีด้วยความช่วยเหลือจากรังสีที่มองไม่เห็น

แต่เพื่อที่จะค้นหาว่ารังสีนี้มาจากไหนและมีความปลอดภัยต่อมนุษย์อย่างไรก็เป็นสิ่งจำเป็นที่จะต้องเข้าใจอุปกรณ์และหลักการของการทำงานของแมกนีตรอนไมโครเวฟซึ่งเป็นเครื่องกำเนิดของคลื่นความถี่สูง

magnetron

ไมโครเวฟคืออะไรและพวกเขาทำอาหารให้ความร้อนอย่างไร

รังสีไมโครเวฟเรียกว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่น 1 มม. ถึง 1 ม. การแผ่รังสีชนิดนี้ไม่เพียง แต่ใช้ในประเทศเท่านั้น แต่ยังใช้ในระบบนำทางและเรดาร์ด้วยนอกจากนี้ยังมีการสื่อสารเคลื่อนที่

ไมโครเวฟสามารถสร้างได้ทั้งแบบเทียมและเป็นธรรมชาติ (เช่นบนดวงอาทิตย์) ชื่อของไมโครเวฟก็คือคลื่นไมโครเวฟหรือไมโครเวฟ

เตาไมโครเวฟในครัวเรือนทุกประเภทมีความถี่การแผ่รังสีเพียงครั้งเดียวที่ 2450 MHz ค่านี้เป็นมาตรฐานสากลที่ผู้ผลิตเครื่องใช้ในบ้านจะต้องปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัดเพื่อให้ผลิตภัณฑ์ไม่รบกวนการทำงานของอุปกรณ์ไมโครเวฟอื่น ๆ

รังสีไมโครเวฟ

ผลกระทบทางความร้อนของรังสีไมโครเวฟถูกค้นพบโดยนักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน Percy Spencer ในปี 1942 เขาเป็นคนที่จดสิทธิบัตรการใช้อุปกรณ์ที่สร้างไมโครเวฟสำหรับการปรุงอาหารดังนั้นจึงวางรากฐานสำหรับการใช้เตาอบไมโครเวฟในชีวิตประจำวัน

ในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้าเทคโนโลยีนี้สมบูรณ์แบบซึ่งได้รับอนุญาตให้สร้างการผลิตจำนวนมากของอุปกรณ์ที่ง่ายและราคาไม่แพงเพื่อความรวดเร็ว ภาวะโลกร้อนอาหาร.

เพื่อให้ความร้อนกับวัสดุใด ๆ ในเตาไมโครเวฟจำเป็นต้องมีโมเลกุลของไดโพลซึ่งก็คือโมเลกุลที่มีประจุไฟฟ้าตรงข้ามกับปลายทั้งสองมีความจำเป็น

ในอาหารแหล่งที่มาหลักของพวกเขาคือน้ำ ภายใต้อิทธิพลของรังสีไมโครเวฟโมเลกุลเหล่านี้เริ่มเรียงกันตามแนวแรงของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเปลี่ยนทิศทางประมาณ 5 พันล้านครั้งต่อวินาที ความเสียดทานระหว่างกันนั้นเกิดจากการปล่อยความร้อนซึ่งทำให้อาหารร้อน

อย่างไรก็ตามไมโครเวฟไม่สามารถเจาะลึกจากพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ได้ลึกกว่า 2-3 ซม. ดังนั้นทุกอย่างที่อยู่ภายใต้ชั้นนี้จะอุ่นขึ้นเนื่องจากการนำความร้อนจากพื้นที่ที่ร้อน

เครื่องทำความร้อนด้วยไมโครเวฟ

อุปกรณ์ Magnetron และการใช้งาน

ในเทคโนโลยีไมโครเวฟทุกประเภทแมกนีตรอนเป็นเครื่องกำเนิดความถี่ไมโครเวฟ อุปกรณ์ที่มีความคล้ายคลึงในหลักการของการกระทำ - klystrons และ platinumotrons ไม่ได้ถูกใช้อย่างกว้างขวาง แมกนีตรอนถูกใช้ครั้งแรกในเตาไมโครเวฟในปี 1960 เทคนิคที่ใช้มากที่สุดคือแมกนีตรอนแบบหลายช่องซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบหลายอย่าง:

1. ขั้วบวก. มันเป็นกระบอกทองแดงแบ่งออกเป็นภาคที่มีผนังโลหะหนา ช่องว่างปริมาตรเหล่านี้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่สร้างระบบการสั่นแหวน แรงดันไฟฟ้าประมาณ 4000 โวลต์ถูกนำไปใช้กับขั้วบวก
2. แคโทด. มันตั้งอยู่ในภาคกลางของแมกนีตรอนและเป็นทรงกระบอกซึ่งภายในมีไส้หลอดไส้การปล่อยอิเล็กตรอนเกิดขึ้นในส่วนนี้ของอุปกรณ์ แรงดันไฟฟ้า 3 โวลต์ถูกนำไปใช้กับเครื่องทำความร้อน (เส้นใย)
3. แหวนแม่เหล็ก แม่เหล็กไฟฟ้าหรือแม่เหล็กถาวรที่มีกำลังสูงซึ่งตั้งอยู่ในส่วนท้ายของอุปกรณ์จำเป็นต้องสร้างสนามแม่เหล็กที่ขนานกับแกนของแมกนีตรอน การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนก็ดำเนินไปในทิศทางนี้เช่นกัน
4. ห่วงลวด มันเชื่อมต่อกับแคโทดคงที่ใน resonator และส่งออกไปยังเสาอากาศอีซีแอล วงถูกนำมาใช้เพื่อส่งคลื่นรังสีไมโครเวฟเข้าสู่ท่อนำคลื่นหลังจากนั้นจะเข้าสู่ห้องไมโครเวฟโดยตรง

อุปกรณ์ Magnetron

เนื่องจากความเรียบง่ายของการออกแบบและราคาถูกแมกนีตรอนได้พบการใช้งานในหลายพื้นที่ แต่เป็นเรื่องธรรมดา:

• ในเตาไมโครเวฟ นอกเหนือจากการปรุงอาหารอย่างรวดเร็วและการละลายอาหารในเตาอบในครัวเรือนแมกนีตรอนยังช่วยให้คุณสามารถทำงานการผลิตได้ เตาอบไมโครเวฟอุตสาหกรรมสามารถทำความร้อนอบแห้งละลายย่างและอื่น ๆ อีกมากมาย เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้ว่าไมโครเวฟไม่สามารถเปิดว่างได้เพราะในกรณีนี้รังสีจะไม่ถูกดูดซึมโดยอะไรและจะกลับไปที่ท่อนำคลื่นซึ่งอาจนำไปสู่การสลายตัว
• ในเรดาร์ เสาอากาศเรดาร์ที่เชื่อมต่อกับท่อนำคลื่นเป็นอาหารรูปกรวยและใช้ร่วมกับแผ่นสะท้อนแสงแบบพาราโบลิก (จาน) แมกนีตรอนสร้างพัลส์พลังงานระยะสั้นที่ทรงพลังซึ่งมีความยาวคลื่นเล็ก ๆ ซึ่งส่วนหนึ่งสะท้อนกลับไปที่เสาอากาศแล้วไปยังตัวรับสัญญาณที่ไวต่อซึ่งจะประมวลผลสัญญาณและแสดงบนหน้าจอ

Magnetrons ในเรดาร์

หลักการทำงานของแมกนีตรอน

การทำงานของเตาอบไมโครเวฟจะขึ้นอยู่กับการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าของความถี่สูงพิเศษซึ่งจะขับโมเลกุลของน้ำในอาหาร โมเลกุลไดโพลที่เปลี่ยนทิศทางตลอดเวลาทำให้เกิดความร้อนซึ่งช่วยให้คุณสามารถทำให้ผลิตภัณฑ์ร้อนได้อย่างรวดเร็วในขณะที่ยังคงคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ อุปกรณ์ที่สร้างไมโครเวฟนั้นเป็นแมกนีตรอน

อันที่จริงแล้วแมกนีตรอนนั้นเป็นไดโอดไฟฟ้าสูญญากาศในการทำงานซึ่งมีการใช้ปรากฏการณ์ของการแผ่รังสีความร้อน ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นระหว่างความร้อนของพื้นผิวของอิมิตเตอร์หรือแคโทด ภายใต้การกระทำของอุณหภูมิสูงอิเล็กตรอนที่ใช้งานมากที่สุดมักจะออกจากพื้นผิวของมัน แต่จะเกิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับขั้วบวก ในกรณีนี้สนามไฟฟ้าเกิดขึ้นและอิเล็กตรอนเริ่มเคลื่อนที่ไปทางขั้วบวกเคลื่อนไปตามแนวแรง หากอิเล็กตรอนอยู่ในสนามแม่เหล็กแล้ววิถีของพวกมันเบี่ยงเบนไปตามทิศทางของแรง

สุญญากาศไดโอด

ขั้วบวกแมกนีตรอนมีรูปแบบของทรงกระบอกที่มีระบบของโพรงหรือ resonators ซึ่งภายในมีแคโทดที่มีไส้หลอด วงแหวนแม่เหล็กสองอันที่อยู่ตามขอบของขั้วบวกสร้างสนามแม่เหล็กภายในขั้วบวกเนื่องจากอิเล็กตรอนไม่เคลื่อนที่โดยตรงจากขั้วลบไปยังขั้วบวก แต่เปลี่ยนเส้นทางหมุนรอบขั้วลบ ใกล้กับ resonators อิเล็กตรอนจะให้พลังงานส่วนหนึ่งแก่พวกเขาซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของสนามไมโครเวฟที่มีประสิทธิภาพในโพรงของพวกมันซึ่งถูกนำออกมาผ่านห่วงลวดที่เชื่อมต่อกับเสาอากาศของเครื่องส่ง

ในการกระตุ้นแมกนีตรอนนั้นจำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้าสูงลำดับ 3-4 พันโวลต์กับขั้วบวก ดังนั้นแมกนีตรอนจึงเชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟฟ้าในครัวเรือนผ่านหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง นอกจากนี้วงจรสวิตช์ไมโครเวฟของเตาไมโครเวฟยังรวมถึงท่อนำคลื่นที่ส่งรังสีเข้าสู่ห้องวงจรสวิตชิ่งหน่วยควบคุมตลอดจนองค์ประกอบการป้องกันและการระบายความร้อน นอกจากนี้ผนังด้านในของห้องและตาข่ายโลหะบาง ๆ ที่ประตูของอุปกรณ์ป้องกันการออกจากรังสีเกินกว่ามัน

วงจรสลับแมกนีตรอน

แมกนีตรอนมีผลต่อพลังงานไมโครเวฟอย่างไร

ผู้ผลิตเตาอบไมโครเวฟที่ทันสมัยส่วนใหญ่เสนอตัวเลือกในการเลือกพลังงานของเครื่อง ในทางกลับกันโหมดการทำงาน (การละลายน้ำแข็งหรือความร้อน) และอัตราความร้อนของอาหารขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์นี้ อย่างไรก็ตามคุณสมบัติการออกแบบของแมกนีตรอนไม่อนุญาตให้ลดพลังงานลงดังนั้นเพื่อลดความเข้มของความร้อนจึงมีการจ่ายพลังงานในบางช่วงเวลา หยุดชั่วคราวในการทำงานของแมกนีตรอนหากคุณเปิดไมโครเวฟด้วยกำลังปานกลางและฟังเสียงการทำงานของมัน

เมื่อไม่นานที่ผ่านมาผู้ผลิตเครื่องใช้ในครัวเรือนบางรายได้ประกาศรูปแบบของเตาไมโครเวฟด้วยวงจรแหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์ แอปพลิเคชันของโครงการนี้ไม่เพียง แต่จะช่วยเพิ่มปริมาณของพื้นที่ใช้งานในห้องโดยการลดขนาดของตัวส่ง แต่ยังเพื่อลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์ ซึ่งแตกต่างจากรุ่นทั่วไปอุณหภูมิความร้อนในเตาเผาชนิดอินเวอร์เตอร์เปลี่ยนแปลงได้อย่างราบรื่น แต่ค่าใช้จ่ายของพวกเขาคือลำดับความสำคัญสูงกว่า

การระบายความร้อนและป้องกันแมกนีตรอน

ในระหว่างการทำงานแมกนีตรอนจะปล่อยความร้อนจำนวนมากดังนั้นจึงมีการติดตั้งหม้อน้ำไว้ในร่างกาย เนื่องจากความร้อนสูงเกินไปเป็นสาเหตุหลักของความล้มเหลวของแมกนีตรอนวิธีอื่นจึงถูกใช้เพื่อปกป้องมัน:

1. ถ่ายทอดความร้อน อุปกรณ์นี้ใช้เพื่อปกป้องแมกนีตรอนเช่นเดียวกับการย่างถ้ามีในรูปแบบ ฟิวส์ความร้อนติดตั้งแผ่น bimetallic ซึ่งสามารถปรับได้ตามอุณหภูมิที่กำหนด ถ้าเกินค่านี้มันจะโค้งและเปิดวงจรพลังงาน
2. แฟน ไม่เพียงแค่เป่าหม้อน้ำแมกด้วยอากาศเย็นเท่านั้น แต่ยังมีฟังก์ชั่นที่มีประโยชน์อื่น ๆ อีกมากมายเช่นการทำความเย็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของอุปกรณ์การหมุนเวียนอากาศภายในห้องในขณะที่ตะแกรงกำลังทำงาน
3. ระบบล็อค ไมโครสวิตช์หลายตัวควบคุมตำแหน่งของประตูไมโครเวฟเพื่อป้องกันไม่ให้แมกนีตรอนเปิดเมื่อเปิด

ถ่ายทอดความร้อน

เป็นไปได้ไหมที่จะเปลี่ยนแมกนีตรอน

ข้อได้เปรียบหลักของแมกนีตรอนที่ทันสมัยสำหรับเตาไมโครเวฟในบ้านคือการใช้งานร่วมกันได้ Magnetrons ที่ผลิตโดย บริษัท อื่นจะเหมาะสำหรับเตาอบไมโครเวฟรุ่นต่างๆดังนั้นพวกเขาสามารถเปลี่ยนได้ถ้าจำเป็น ในกรณีนี้ข้อกำหนดเฉพาะที่จำเป็นเท่านั้นคือการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านพลังงาน คุณสามารถซื้อ magnetron ได้ในร้านขายเครื่องใช้ไฟฟ้าหลายแห่งอย่างไรก็ตามเพื่อให้เป็นทางเลือกที่ถูกต้องคุณต้องเข้าใจพารามิเตอร์และการติดฉลากของมัน ส่วนใหญ่แล้วแมกนีตรอนรุ่นต่อไปนี้ถูกติดตั้งในไมโครเวฟ

• 2M 213 (กำลังไฟ 600 วัตต์และกำลังโหลด 700 วัตต์)
• 2M 214 (1,000 วัตต์);
• 2M 246 (1150 W - กำลังสูงสุด)

แม้จะศึกษาพารามิเตอร์ที่จำเป็นทั้งหมดของอุปกรณ์นี้แล้วก็ไม่แนะนำให้เปลี่ยนแมกนีตรอนที่บ้าน ประการแรกมันจะค่อนข้างยากที่จะลบมันด้วยตัวคุณเองและประการที่สองผู้เชี่ยวชาญที่ผ่านการรับรองเท่านั้นที่สามารถมั่นใจได้ถึงการทำงานที่ปลอดภัยหลังการติดตั้ง

การกำหนดค่าแมกนีตรอนมาตรฐาน

การวินิจฉัยความผิดปกติและสาเหตุของการเกิดขึ้น

การเปลี่ยนแมกนีตรอนอาจต้องใช้ค่าใช้จ่ายทางการเงินค่อนข้างมากดังนั้นก่อนที่จะซื้ออุปกรณ์ใหม่คุณต้องวิเคราะห์อุปกรณ์เก่าเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์นั้นชำรุด การตรวจสอบสามารถทำได้ที่บ้านโดยใช้เครื่องทดสอบทั่วไป สิ่งนี้จะต้อง:

1. ถอดปลั๊กไมโครเวฟ
2. ถอดฝาครอบป้องกันและตรวจสอบชิ้นส่วนด้วยสายตา
3. “ วงแหวน” องค์ประกอบหลักของแผงวงจรพิมพ์โดยใช้เครื่องทดสอบหรือ“ มัลติมิเตอร์”
4. ตรวจสอบการถ่ายทอดความร้อน

การวินิจฉัย

ในตอนท้ายของการวินิจฉัยคุณสามารถสรุปเกี่ยวกับความผิดปกติของบางส่วน เหตุผลหลักสำหรับความล้มเหลวของแมกนีตรอนมีดังต่อไปนี้:

• ฝาสูญญากาศผิดพลาดคุณสามารถแทนที่มันด้วยตัวคุณเองเพียงแค่ยกฝาที่คล้ายกันจากแมกนีตรอนอื่น ที่นั่งของแคปเหล่านี้มีการกำหนดค่ามาตรฐาน
• ฮีตเตอร์แตก ที่ เปิดไมโครเวฟเปล่า หรือการโหลดที่ไม่เหมาะสมของแมกนีตรอนจะทำให้ร้อนมากเกินไปซึ่งอาจนำไปสู่ไส้และการแตกหักที่มากเกินไป สำหรับการวินิจฉัยมันเป็นสิ่งจำเป็นในการวัดความต้านทานระหว่างขาของตัวเก็บประจุ หากค่าอยู่ในช่วง 5-7 โอห์มแสดงว่าฮีตเตอร์กำลังทำงาน
• รายละเอียดของตัวเก็บประจุทาง หากเครื่องทดสอบไม่แสดงค่าความต้านทาน "อนันต์" ระหว่างหน้าสัมผัสของมันแล้วตัวเก็บประจุจะต้องถูกแทนที่