图10-4 磁控管的构成示意图b
1)灯丝
灯丝采用钍钨丝或纯钨丝绕制成螺旋状,其作用是加热阴极使其发射电子。
2)阴极
阴极采用发射电子能力很强的材料制成。它分为直热式和间热式两种。直热式的阴极和灯丝组合在一体,采用此种方式的阴极只需10~20s的延时,就可以进行工作;间热式的阴极做成圆筒状,灯丝安装在圆筒内,加热灯丝间接地加热阴极而使其发射电子。阴极被加热后,就开始发射电子。
3)阳极
阳极由高导电率的无氧铜制成。阳极上有多个谐振腔,用以接收阴极发射的电子。谐振腔也是由无氧铜制成,一般采用孔槽式和扇形式,它们是产生高频振荡的选频谐振回路。而谐振频率的大小取决于空腔的尺寸。为了方便安装和使用安全,它的阳极接地,而阴极输入负高压,这样在阳极和阴极之间就形成了一个径向直流电场。
4)天线
天线也叫微波能量输出器或微波能量发射器,它的作用是将管芯产生的微波能量输送到负载上用来加热食物。
5)磁铁(磁路系统)
磁控管正常工作时要求有很强的恒定磁场,其磁感应强度一般为数千特斯拉。工作频率越高,所加磁场越强。
磁控管的磁铁就是产生恒定磁场的装置。磁路系统分永磁和电磁两大类。永磁系统一般用于小功率管,磁钢与管芯牢固合为一体构成所谓包装式。大功率管多用电磁铁产生磁场,管芯和电磁铁配合使用,管芯内有上、下极靴,以固定磁隙的距离。磁控管工作时,可以很方便的靠改变磁场强度的大小,来调整输出功率和工作频率。另外,还可以将阳极电流馈入电磁线圈以提高管子工作的稳定性。
(2)波导管
波导管的作用就是保证磁控管输出的微波都能进入炉腔,不外泄。它多采用导电性能较好的金属制成,为矩形空心管。波导管一端接磁控管的微波输出口,另一端接炉腔。
(3)搅动器
搅动器的作用是使炉腔内的微波场均匀分布。它由导电性能好、机械强度高的硬质合金材料构成,多安装在炉腔顶部波导管输出口处。它之所以能够旋转是利用小电机或发射气流带动的。
(4)炉腔
炉腔是盛放需要加热食物的空间。实际上,它是一个微波谐振腔,由钢板喷涂或不锈钢板冲压而成。
(5)炉门
炉门是取放食物的和观察的部件。一般由不锈钢框架镶嵌玻璃构成,玻璃窗中夹着金属多丝孔网板,以防止微波泄漏。
(6)炉门联锁开关
为了确保使用安全,微波炉的炉门上安装了联锁开关。当炉门没有关闭或未关好时,联锁开关会切断供电回路,使微波炉不能工作,以免微波泄漏。
炉门联锁开关由初级门锁开关(又称为门锁第一级开关、主开关)、次级门锁开关(又称为门锁第二级开关、副开关)、监控开关、门钩等构成,如图10-5所示。
图10-5 炉门联锁开关
(a)构成图
图10-5 炉门联锁开关
(b)原理图
当炉门关闭时,联锁开关上的两个门钩插入炉腔的长方形孔内,按下微动开关,使门锁初、次级门锁开关闭合,而使监控开关断开,微波炉进入准备工作状态,如图10-5(b)所示。当打开炉门时,初、次级门锁开关断开,而监控开关接通,使微波炉停止工作。
(7)转盘
转盘安装在炉腔底部,由一只微型电机带动,以5~8r/min的转速旋转,使转盘上的食物的各部位周期性不断处于微波场的不同位置,确保食物能够均匀的加热。
(8)电源电路
普通微波炉的电源电路仅为磁控管提供3.3V灯丝电压和为高压整流电路提供2000V左右的交流电压,再通过高压电容C和高压二极管VD组成半波倍压整流电路,产生4000V的负压,为磁控管的阴极供电。而电脑控制型微波炉的电源电路还为电脑电路提供12V、5V等工作电压。
(9)控制电路
控制电路由定时器、功率控制器、过热保护器等构成。
普通微波炉采用电机驱动定时器,由定时器控制微波炉的工作时间,定时时间一到,定时器的触点就会断开,切断微波炉的电源。电脑控制型微波炉的定时由电脑进行控制。
机械控制型微波炉的功率控制器多由定时器电机驱动,通过功率控制器选择旋钮带动凸轮机构来控制功率开关的闭合。为了满足烹调、加热食物的不同需要,微波炉一般可选择的功率有五挡。功率控制器采用百分率定时方式,也就是在一个固定循环周期为30s时,选择最大功率挡位,功率控制器的开关接通时间就是30s,而选择最小功率挡位,功率控制器的开关接通时间就是5s左右。电脑控制型微波炉的功率由电脑进行控制。
无论机械控制型微波炉,还是电脑控制型微波炉,为了防止磁控管过热损坏,通常需要设置过热保护器。该保护器多采用双金属片型过热保护器。
机械控制型微波炉故障分析与检修典型的机械控制型微波炉的控制系统采用了机械定时器,如图10-6所示。
FU—熔断器;S1—副联锁开关;S2—联锁监控开关;S3—主锁锁开关;S4—过热保护器;
S5—定时器开关;S6—功率调节器开关;MD—定时器电机;M—转盘电机;MF—风扇电机;
MV—功率调节器电机;T—高压变压器;MT—磁控管;C—电容;VD—高压二极管;H—炉灯
图10-6 机械控制型微波炉电气原理图(图中开关处于关门状态)
一、工作原理
关闭炉门时,联锁机构随之动作,使联锁监控开关S2断开,主联锁开关S3和副锁开关S1闭合,此时微波炉处于准备工作状态。将定时器置于某一时间挡后,定时器开关S5即闭合,炉灯H的供电回路被接通,H开始发光;再将功率调节器设定在某一挡次上,此时220V市电电压不仅为定时器电机MD、转盘电机M、风扇电机MF供电,使它们开始运转,而且加到高压变压器T的初级绕组,使它的灯丝绕组和高压绕组输出交流电压,其中,灯丝烧组向磁控管的灯丝提供3.3V左右的工作电压,点亮灯丝为阴极加热,高压绕组输出的2000V左右的交流电压,通过高压电容C和高压二极管VD组成半波倍压整流电路,产生4000V的负压,为磁控管的阴极供电,使阴极发射电子。磁控管形成的2450MHz的微波能,经波导管传入炉腔,通过炉腔反射,刺激食物的水分子使其以每秒24.5亿次的高速振动,互相摩擦,从而产生高热,将食物煮熟。
二、常见故障检修
(1)熔断器FU熔断
熔断器FU熔断的故障原因主要有三种:第一种是自身损坏;第二种有元件击穿或漏电,使其过流熔断;第三种是联锁监控开关S2的触点粘连,使它过流熔断。该故障检修流程如图10-7所示。