Микроволновая печь, она же микроволновка, она же сверхвысокочастотная печь и она же СВЧ-печь на сегодняшний день является одним из самых популярных бытовых электроприборов.
Её предназначение — быстрое приготовление, разогрев и размораживание продуктов.
Немного истории
8 октября 1945 г. – Перси Спенсер, житель штата Массачусетс – запатентовал свое изобретение и стал её создателем.
Первые СВЧ-печки, предназначавшиеся для армейских столовых и больших ресторанов, были шкафами высотой 175 см и весом 340 кг. Более компактные домашние печки начали производиться с 1955 г.
Первая серийная бытовая микроволновая печь была выпущена японской фирмой Sharp в 1962 г. Первоначально спрос на новое изделие был невысок. В СССР микроволновые печи выпускал завод ЗИЛ.
Принцип работы
Принцип действия микроволновой печи строится на обработке продукта, помещенного внутрь прибора, микроволнами (СВЧ-излучение). Эти волны попадают на прямую и отражаясь от стенок нагревают пищу.
Что можно достать из микроволновки — разбираем СВЧ печь на запчасти
В состав продуктов питания входят многие вещества: минеральные соли, жиры, сахар, вода.
Для работы микроволн необходимы дипольные молекулы. Они заряжены одновременно и положительно, и отрицательно. Таких молекул более чем достаточно в овощах, фруктах и мясной продукции. Средняя концентрация, к примеру, в килограмме рыбы составляет несколько миллионов частиц. В обычной среде, без электрического поля, молекулы находится в хаотичном состоянии.
Но как только начинает работать магнетрон в СВЧ-печке, то частицы выстраиваются в определённом порядке. Положительно заряженные направляются в одну сторону, а отрицательно – в другую. В момент смены полярности молекулы меняет своё направление на противоположное, разворачиваясь на 180 градусов.
Магнетрон, который содержит каждая микроволновая печь, преобразует электрическую энергию в сверх-высокочастотное электрическое поле частотой 2450 Мегагерц (МГц), которое и взаимодействует с молекулами воды в пище. Микроволны «бомбят» молекулы воды в пище, заставляя их вращаться с частотой в миллионы раз в секунду, создавая молекулярное трение, которое и нагревает еду. Каждый герц равен одному колебанию в секунду. Смена поля происходит 2 раза за период одной волны. После включения печки частицы ускоряются, начинают тереться друг о друга, наращивая температуру в камере.
Это трение наносит значительный ущерб молекулам пищи, разрывая или деформируя их. Проще говоря, микроволновая печь вызывает распад и изменения молекулярной структуры продуктов питания в процессе излучения.
Микроволны работают только в относительно небольшом поверхностном слое пищи, не проникая внутрь глубже, чем на 1-3 см. Поэтому нагрев продуктов происходит за счет двух физических механизмов – прогрева микроволнами поверхностного слоя и последующего проникновения тепла в глубину продукта за счет теплопроводности. Равномерность прогрева также достигается вращением тарелки, на которой находится разогреваемый продукт.
Устройство и ремонт микроволновой печи
Основные узлы и детали СВЧ-печи
Микроволновая печь состоит из нескольких обязательных деталей:
- Металлический корпус с металлической дверцей и изолированной металлизированной камерой;
- Магнетрон в микроволновке — собственно, излучатель сверхвысоких частот;
- Волновод, за счет которого происходит передача излучения к изолированной камере.
- Высоковольный трансформатор для питания магнетрона.
- Вращающаяся тарелка для более равномерного разогревания пищи;
- Плата управления различными режимами, таймером и т.п.;
- Вентилятор.
Теперь немного подробнее разберём главные элементы микроволновой печи.
Магнетрон
1. Металлический колпачок насажен на керамический изолятор 2.
3. Внешний кожух магнетрона.
4. Фланец с отверстиями для крепления.
5 Кольцевые магниты служат для распределения магнитного поля.
6. Керамический цилиндр для изоляции антенны.
7. Радиатор служит для лучшего охлаждения.
8. Коробочка фильтра.
9. Узел соединения магнетрона с источником питания содержит переходные конденсаторы, которые вместе с дросселями образуют СВЧ фильтр для защиты от проникновения СВЧ излучения из магнетрона.
10. Выводы питания.
Радиоволны частотой 2450 МГц генерируются специальным прибором – это магнетроном, представляющим собой электровакуумный диод. Именно это устройство генерирует сверхвысокочастотные волны в камере, которые воздействуют на молекулы в пище, в следствие чего и происходит нагрев. Он имеющий массивный медный цилиндрический анод круглый в сечении и разделенный на 10 секторов, имеющих такие же стенки из меди.
В центре этой конструкции расположен стержневой катод, внутри которого есть нить накала. Катод служит для эмиссии электронов. По торцам магнетрона расположены мощные кольцевые магниты, создающее магнитное поле внутри магнетрона, необходимое для генерации СВЧ-излучения. К аноду прикладывается напряжение в 4000 Вольт, а к нити накала 3 Вольта.
Происходит интенсивная эмиссия электронов, которые подхватываются электрическим полем высокой напряженности. Геометрия резонаторных камер и напряжение анода определяют генерируемую частоту магнетрона.
Волновод
Съем энергии происходит при помощи проволочной петли, соединенной с катодом и выведенной в излучатель-антенну. С антенны СВЧ-излучения попадает в волновод, а от него в камеру микроволновки.
Дверца микроволновки
Большое внимание при изготовлении печей уделяется дверце. В СВЧ-печах дверца является не только декоративным элементом, она должна хорошо защищать от выхода микроволн наружу, а также выполняет роль своего рода предохранителя. Принцип очень простой: если Вы откроете дверцу во время работы, срабатывает блокировка и процесс генерирования СВЧ останавливается. Несмотря на видимую простоту, устройство дверцы довольно непростое, ведь с ним связана безопасная эксплуатация всего аппарата.
Работа выключателей двери показана в таблице, ниже:
Дверца микроволновой печи должна:
- плотно прилегать к корпусу устройства. Большие зазоры не позволяют использовать устройство. Причина проста: дверь служит своего рода щитом от микроволнового излучения, и если зазор будет достаточно велик, излучение может проникнуть за пределы камеры для приготовления пищи. Это излучение опасно для здоровья.
- периметр дверцы оснащён дроссельным заслоном высокой частоты. Этот аппарат служит для понижения излучения до приемлемого уровня.
- в момент отливки корпуса двери содержать множество присадок, с помощью которых достигается высокий процент поглощения излучения. Разумеется, нельзя быть полностью уверенным в 100% поглощения излучения, но не стоит сомневаться, что остаточные волны не представляют опасности и значимого вреда для здоровья человека.
Вентилятор
Стандартная выходная мощность магнетронов, применяемых в бытовых микроволновках, составляет 800 Вт.
Магнетрон в процессе работы выделяет большое количество тепла, поэтому его корпус помещен в пластинчатый радиатор, который при работе всегда должен обдуваться воздушным потоком из встроенного в микроволновку вентилятора. При перегреве магнетрон очень часто выходит из строя, поэтому его оснащают защитой – термопредохранителем.
Высоковольтный трансформатор
Магнетрон становится активным, как только получает достаточное напряжение. К его аноду прикладывается напряжение около 4000 Вольт, а к нити накала 3 Вольта. Такие показатели достигаются наличием высоковольтного трансформатора достаточной мощности, потому что стандартная выходная мощность магнетронов, применяемых в бытовых микроволновках, составляет 800 Вт.
Плата управления
Магнетрон генерирует на максимальной мощности. Если для приготовления блюд требуется меньшая мощность, то это достигается тем, что магнетрон включают на определенные промежутки времени, за которыми следует пауза.
Плата управленя делает промежутки включения и паузы длине или короче, в зависимости от выбранного режима мощности.
Самая простая плата управления с двумя переключателями: режим работы и мощность. Есть платы управления с обычными кнопками и сенсорными. Дополнительно на плате управления может быть наличие дисплея с часами, таймером, а таже дополнительных режимов микроволновки. Некоторые модели имеют диалоговый режим, рецепты, выход в Интернет и т.п.
Для питания платы управления используется дополнительный блок питания (трансформатор, выпрямитель, конденсаторы…).
Электрическая схема
Все бытовые модели СВЧ-печей выполнены по одной и той же схеме, а основные блоки располагаются в штатных местах. Техника прошлых поколений отличается только исполнением интерфейса управления.
Рассмотрим схему основных агрегатов СВЧ-печи
Напряжение ~220 вольт через специальную схему управления подается на первичную обмотку силового трансформатора. Далее с помощью силового трансформатора высокое напряжение подается на схему удвоения напряжения собранную на высоковольных элементах VD1, C1.
Сопротивление R1 имеет номинал от 1 до 10 Мом и нужно для того, чтобы обеспечивать разряд конденсатора С1 при выключенной печи. В импортных конденсаторах резистор монтируется внутри.
Предохранительный диод VD2 служит для защиты трансформатора от перегрева в случае замыкания в магнетроне или чрезмерном повышении напряжения на конденсаторе С1.
При замыкании резко повышается ток во вторичных обмотках, что ведёт к увеличению тока в первичных обмотках и перегорает предохранитель. В микроволновках установлены сетевой (по входу 220В) и высоковольный (во вторичной цепи силового трансформатора) предохранители.
Если замерить напряжение на катоде магнетрона оно будет равно -4000 вольт (отрицательное), значит, на аноде относительно катода напряжение будет равно +4000 вольт.
Блок питания магнетрона обеспечивает выработку питающих напряжений:
Анодное напряжение Uа = 4000 вольт A = 300 мА.
Напряжение накала U = 3,15 вольт А = 10 Ампер.
Простая схема СВЧ печи
Схема микроволновки с механическим переключателем работы
В продаже можно встретить технику трёх видов: классическую, с грилем, с конвекцией и грилем. В обычной печке можно разогреть продукты, разморозить их, и только. Тогда как наличие гриля и конвекции расширяет возможности оборудования. Естественно, что дополнительные элементы заметно прибавляют стоимости печи и увеличивают расход электроэнергии.
Схема микроволновки с грилем и конвекционным вентилятором
Грили на ТЭНе универсальны. Их сравнительно легко обслуживать – чистить и менять. Трубки могут располагаться либо сверху, либо снизу. Но есть модели с двумя нагревательными элементами и даже с подвижным грилем, где ТЭН опускается при готовке и встаёт на место, когда технику отключают.
Модели с конвекцией оснащаются вентилятором, позволяя качественно поджарить продукты. Пища равномерно запекается и в результате покрывается хрустящей корочкой. В печах с грилем можно поджарить курицу, пирожки и другие блюда. Все это вместе заменяет обычную духовку. Вентилятор равномерно распределяет тепло по камере.
Современные устройства оснащаются электронным блоком, а силовой трансформатор заменён на более эффективный инвертор.
Некоторые модели СВЧ печей имеют диалоговый режим, когда на дисплее высвечиваются рекомендации во время приготовления блюда.
Также может быть микроволновая печь со встроенными рецептами приготовления блюд. Чтобы запустить процесс приготовления, нужно указать вид продукта, количество, рецепт. Готовые программы дают возможность выбрать оптимальный режим, точное время приготовления.
Некоторые модели оснащаются портом связи для доступа в интернет. Это дает возможность загружать новые рецепты блюд и получать информацию о его калорийности.
МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С МИКРОВОЛНОВКАМИ
- Нельзя включать печь с открытой дверцей либо сеткой.
- Нельзя делать отверстия в корпусе.
- Не оставляйте монтажный мусор в волноводе.
Мусор приведет к нарушению распространения СВЧ волн в волноводе,
и в результате чего, СВЧ печь будет давать излучение. - Всегда разряжайте ёмкость (конденсатор) в цепях питания магнетрона куском изолированного провода (так как резистор, разряжающий конденсатор иногда выходит из строя).
По прилагаемой, ниже схеме можно собрать простейший детектор обнаружения СВЧ энергии:
Источник: www.mastervintik.ru
Микроволновая печь «Samsung М7145»
Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 1, блока управления на рис. 2 Перечень компонентов блока управления приведен в таблице 1.
Рис. 1. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи «М7145 Samsung»
Рис. 2. Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи «М7145 Samsung»
Таблица 1. Перечень элементов платы управления микроволновой печи «М7145 Samsung»
| 1 | IС1 | Микроконтроллер 7МS2675 |
| 2 | VT1, VT2 | Транзистор D882-Y |
| 3 | VT3 — VT9 | Транзистор С815-Y |
| 4 | VT10 | Транзистор А534 |
| 5 | VD1 — VD4 | Диод 1N4001 |
| 6 | VD5, VD6 | Диод US1040 |
| 7 | VD7—VD10 | Диод 1N4001 |
| 8 | VD11 —VD17 | Диод US1040 |
| 9 | ZD1 | Стабилитрон 5.1 V, 1 W |
| 10 | ZD2 | Стабилитрон 13 V, 0.5 W |
| 11 | ZD3 | Стабилитрон 9 V, 0.5 W |
| 12 | ZD4 | Стабилитрон 7.5 V, 0.5 W |
| 13 | R1 —R4 | Резистор 470 Ом |
| 14 | R5 | Резистор 10 К |
| 15 | R6 | Резистор 3.9 К |
| 16 | R7 | Резистор 20 К |
| 17 | R8 | Резистор 10 К |
| 18 | R9 | Резистор 1.2 К |
| 19 | R10, R11 | Резистор 10 К |
| 20 | R12 | Резистор 3.3 К |
| 21 | R13 — R15 | Резистор 10 К |
| 22 | R16 | Резистор 1 К |
| 23 | R17, R18 | Резистор 10 К |
| 24 | R19, R20 | Резистор 47 К |
| 25 | R21 — R23 | Резистор 10 К |
| 26 | R24 | Резистор 1.2 К |
| 27 | R25 | Резистор 4.7 К |
| 28 | R26 | Резистор 5.6 К |
| 29 | R27 | Резистор 4.7 К |
| 30 | R28 | Резистор 26 К |
| 31 | R29 | Резистор 500 Ом |
| 32 | R30 | Резистор 10 К |
| 33 | R31 | Резистор 9.2 К |
| 34 | R32 | Резистор 500 Ом |
| 35 | R33 | Резистор 405 Ом |
| 36 | R34, R35 | Резистор 47 К |
| 37 | АR1, АR2 | Резисторная матрица 47 К*7 |
| 38 | AR3 | Резисторная матрица 100 К*4 |
| 39 | С1 | Конденсатор электролитический 2200 мкФ |
| 40 | С2 | Конденсатор электролитический 470 мкФ |
| 41 | С3 | Конденсатор электролитический 3300 мкФ |
| 42 | С4, С5 | Конденсатор 0.1 мкФ |
| 43 | С6-С9 | Конденсатор 100 пФ |
| 44 | СR | Резонатор пьезоэлектрический |
| 45 | HG | Индикатор люминисцентный 6МЕ-06 |
| 46 | BUZZER | Звонок пьезокерамический |
Удачи в ремонте!
Источник: www.elremont.ru