Диагностика и ремонт микроволновой печи

Привет, Вы узнаете о том , что такое микроволновая печь, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое микроволновая печь , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Диагностика, обслуживание и ремонт электронной и радиоаппаратуры.

Зачастую ремонтировать приходится отмеченные на картинку буквами узлы, находящиеся на внешней части механизмы управления для программатора и регулятора мощности. В устройствах с сенсорным управлением все они заменены электронными. Устранение поломок в них предусматривает определенные знания, в остальной части они функционируют так же.

Зачастую и в свежих фирменных руководствах программатор именуют таймером, но если разбираться, то таймер – это одна из составляющих программатора.

Принцип работы микроволновых печей.

СВЧ-печи для разогрева пищи используют электромагнитные волны, которые так же известны по радио- и телевещанию. Частота в 2450 мГц означает, что излучаемая энергия совершает 2,450,000,000 колебаний в секунду. Рисунок ниже наглядно показывает, как СВЧ-энергия взаимодействует с различными материалами, в данном случае – с разными видами посуды.

Рис. 2 Взаимодействие СВЧ излучения с различными материалами

СВЧ-энергия отталкивается от металлических поверхностей. Именно эта особенность микроволнового излучения используется во внутренней поверхности печи для лучшего распространения электромагнитных волн. Однако СВЧ излучение не сможет достигнуть самого блюда, если вы будете готовить его в металлической посуде. Это может привести к воспламенению или, если волны оказывают обратный эффект в на магнетрон, к повреждению его катода.

Взаимопроникновение

Многие материалы способны пропускать электромагнитные волны, не поддаваясь при этом какому-либо влиянию (стекло, фарфор, керамика, пластик (только специально предназначенный для микроволновых печей!) и бумага/картон (сухие)). Данные материалы пригодны к использованию в СВЧ-печах: электромагнитные волны проникают в пищу без потерь.

Поглощение

Жидкости и практически любая органическая пища поглощают электромагнитные волны и обращают их энергию в тепло во время готовки. В зависимости от содержания жидкости в пище этот эффект будет разным.

Закрытые контейнеры, например пластиковые бутылки, стаканы с закручивающейся крышкой и особенно яйца в скорлупе, не пригодны для разогрева в микроволновой печи!

3. Посуда, пригодная для использования в печи

Тип материала, предназначенного для печи	Режим работы
	Разморозка	Разогрев	Готовка
Жароустойчивая стеклянная и керамическая посуда (без металлических деталей, например Pyrex и другая посуда, предназначенная для готовки в печи и непосредственной сервировки)	+	+	+
Нетермостойкое стекло и фарфор (посуда предназначенная исключительно для подачи на стол)1)	+	-	-
Стеклокерамика, изготовленная из термо/морозоустойчивых материалов (например Acroflam)	+	+	+
Жароустойчивая глиняная посуда 2)	+	+	+
Пластик с термоустойчивостью до температуры в 200°С 3)	+	+	+
Бумага, картон	+	-	-
Пленка для пищевых продуктов	+	-	-
Пленка, предназначенная для использования в СВЧ-печи	+	+	+
Черная лакированная или покрытая силиконом оловянная посуда для выпечки	-	-

+ (подходит) – (не подходит)

Примечания:

1) Кроме посуды с серебряными, золотыми, платиновыми или металлическими декорациями

2) Сюда не входит посуда, покрытая стеклянным слоем с содержанием металла

3) Пожалуйста, обратите внимание на максимальную допустимую температуру, указанную производителем.

4. Электромагнитное преобразование энергии

	Любая пища содержит положительно и отрицательно заряженные молекулы жидкости, находящиеся в постоянном беспорядочном движении.
	Если вы сейчас положите эту пищу в электромагнитное поле, ее молекулы мгновенно упорядочатся в соответствии с +/- направлением потока энергии в данном поле. Если вы измените направление энергии в поле, то соответственно изменится и порядок молекул в продукте
	Если данное изменение в поле будет происходить быстро, молекулы будут также двигаться с соответствующей скоростью. В результате между молекулами происходит трение и они образуют тепло. микроволновая печь имеет мощность в 2450 мГц, в результате количество подобных изменений в электромагнитном поле равняется 4900000000 в секунду. Таким образом вырабатывается тепло, необходимое для готовки.

Поглощение

Тепловая реакция, возникающая в результате взаимодействия СВЧ-энергии и молекул воды ослабляется после проникновения в пишу. Данный эффект измеряется в Ваттах/см².

В зависимости от уровня непроводимости электроэнергии пищей, энергетический уровень падает с увеличением глубины проникновения.

Слева графически показана потеря мощности СВЧ-энергии при взаимодействии с пищей. Тепловая пропускная способность убывает от поверхности к внутренней части продукта. Поэтому рекомендуется уменьшить мощность, если например вы готовите мясо, разделанное на крупные куски, и увеличить время готовки, чтобы позволить тепловой энергии проникнуть глубже в продукт. По этой же причине различные жидкость - например, супы – стоит помешивать. Это поможет распределить тепловую энергию и избежать перегрева поверхности. В крайнем случае есть опасность, что подобный перегрев жидкости может послужить причиной повреждения верхней кромки используемой посуды, если это пластиковый контейнер.

5. Путь электромагнитных волн

Канал распространения волн

Электромагнитные волны, выпускаемые магнетроном, направлены во внутреннюю полость печи через специальный металлический волновой канал.

Волновой смеситель

Волновой смеситель (диссектор) состоит из отталкивающего металла и находится в непрерывном движении. Поскольку его положение постоянно меняется, отражение и распространение волн также нестабильно. Волновой смеситель может иметь разные формы, но в большинстве случаев он представляет собой пропеллер.

Мотор приводит его в движение. В более старых моделях печей эффект движущегося воздуха в результате работы вентилятора также частично использовался для приведения в работу волнового смесителя.

Рис. 3 Печь с волновым смесителем:

1. Нижняя пластина	7. Волновой канал
2. Корпус	8. Анод
3. Пространство для готовки	9. Магнетрон
4. Пластина коллектора	10. Вентилятор
5. Смеситель (диссектор)	11. Трансформатор высокого напряжения
6. Вход для подачи электромагнитной энергии

Рис. 4 Печь без волнового смесителя, особый ввод подачи энергии и поворотная платформа обеспечивают равномерное распространение электромагнитных волн.

1.	7. Волновой канал
2. Корпус	8. Анод
3. Пространство для готовки	9. Магнетрон
4.	10. Вентилятор
5.	11. Трансформатор высокого напряжения
6. Вход для подачи электромагнитной энергии + защита от жира	12. Гриль

Различные способы подачи и распространения электромагнитных волн.

Рис. 5 Использование поворотной платформы обеспечивает равномерное распространение волн для приготовления еды.

6. Мощность микроволновой печи

Магнетрон не может регулировать свою мощность плавно. Во время работы он всегда задействован на 100% своих возможностей. Для управления мощностью необходимо чтобы магнетрон работал импульсами, иными словами желаемая мощность достигается путем периодического включения/выключения магнетрона на разные промежутки времени. Подобный принцип работы встречается у различных электрических печей.

Рис. 6 Принцип управления мощностью магнетрона

Рис. 7 Повторно-кратковременный режим работы магнетрона

Продолжительность обычного временного цикла 29/30 сек (пример 29 сек)

Если необходимый уровень мощности составляет 48(50)%, это означает, что магнетрон остается включенным 14(1) секунд и 15 – выключенным.

Временные циклы могут немного отличаться на различных электронных таймерах, но принцип работы всегда остается неизменным!

Рис. 8 Распределение энергии в микроволновой печи.

Обратите внимание на важное примечание!

Результатом станут искры и подпаленные участки. В худшем случае может быть повреждена или разрушена антенна анода в магнетроне!

7. Панель управления

Механический таймер 1. Мощность 2. Таймер 3. Открывание двери

Электронное управление 1. Дисплей 2. Мощность 3. Таймер 4-8. Кнопка начала работы и функции 9. Открывание двери

Здесь показан механический таймер, замененный на электронный с дисплеем. В руководствах по эксплуатации техники вы сможете найти особенности и программы работы печи.

Основные функции СВЧ-печей, в целом одни и та же.

8. Металлические предметы в печи: полезные советы

	Во время готовки жидких продуктов, в частности при повторной готовке или в тонких высоких контейнерах, может возникнуть так называемый эффект запоздалого кипения. В этом случае жидкость находится в состоянии кипения, но привычные пузырьки воздуха не поднимаются со дна. Небольшой толчок, например, когда вы достаете контейнер из печи, может привести к внезапному вскипанию содержимого в результате химической реакции, и пользователь может ошпариться убегающей через край жидкостью. Чтобы избежать этого, рекомендуется поместить, например, чайную ложку в контейнер во время кипения. Таким образом, можно избежать эффекта запоздалого кипения и жидкость будет кипеть «нормально».
	Продукты в пищевой оболочке, как например сосиски, томаты, имеют тенденцию лопаться во время готовки из-за внутреннего образования и скопления пара. Чтобы избежать этого неприятного эффекта, следует заранее немного проткнуть продукты вилкой. В результате, пар выйдет наружу и не будет накапливаться внутреннее давление и в большинстве случаев кожица останется неповрежденной. Однако если вы используете высокий уровень мощности - что означает ускоренный режим готовки - есть вероятность, что избежать лопания кожицы продукта не удастся, даже проткнув ее вилкой.
	Готовые продукты в алюминиевых упаковках так же можно разогревать в микроволновой печи. В данном случае вы должны иметь в виду, что СВЧ-энергия будет воздействовать только на верхние слои пищи и, как следствие, необходимое время приготовления еды увеличится. Более того, следует соблюдать расстояние 2 см между тарелкой и стенкой микроволновой печи, чтобы избежать искрового перекрытия.
	Оберните в фольгу тонкие участки пищи, такие как кончики ног птицы, это оградит продукт от прямого контакта с электромагнитными волнами и убережет его от иссушения.
	Посуда для обжарки покрыта специальным поглощающим материалом. Благодаря этому поглощению посуда нагревается и работает дополнительно как сковорода для жарки. При включенной функции гриль вы обжарите продукт, например при готовке пиццы или овощного пирога, сверху и снизу одновременно. По правилу посуде для обжарки необходимо 2-3 минуты, чтобы разогреться до максимальной температуры, прежде чем в нее поместят пищу.
Закрытые контейнеры, как например бутылки, стеклянная тара с резьбой, так же как яйца (в скорлупе) не предназначены для использования в микроволновой печи!!! Используйте доступные крышки для сохранения влаги, но не переусердствуйте! Разогревая продукт помните, что внутренняя его часть может достигнуть температуры - по меньшей мере - в 70°С . Однако никогда не используйте жидкостные или ртутные термометры в печи!!!

9. Электрическая схема микроволновой печи с функцией управления таймером

Рис. 9 Упрощенная электрическая схема микроволновой печи.

10. Механическая система безопасности

Рис. 10 Защита от утечки микроволновой энергии

Задача данной системы – подавлять утечку СВЧ-энергии между корпусом печи и дверцей.

• Заграждающий сетчатый фильтр, чья величина и структура зависит от длины микроволновой печи.
• Дверная герметизация, изготовленная из магнитного материала чтобы таким образом поглощать все возможные остатки излучения.

Электромагнитная система безопасности

«Взаимоблокировка – система микропереключателей»

-Первичная

-Вторичный

-Контрольная

При открытии дверцы все три микропереключателя приводятся в действие по меньшей мере 2-мя механическими системами. Таким образом, первичный и вторичный переключатели прерывают подачу энергии.

Если по какой-то причине один из этих переключателей не откроется, контрольный переключатель замкнет внутреннюю цепь трансформатора высокого напряжения. Сгорание предохранителя допустимо в данной ситуации.

Рис.11 Электромагнитная блокировка двери

11. Блокировки системы безопасности

Система блокировок безопасности может иметь разные модификации в разных моделях печей, один из возможных вариантов показан ниже.

Но основные функции всегда идентичны!

Рис. 12 Блокировки системы безопасности дверцы

12. Первичные цепи (низковольтные)

Рис. 13 Первичные (низковольтные) электрические цепи

• Как правило, панель управления временем работы интегрирована в сам таймер или представлена в виде отдельного компонента.
• Таймер, вентилятор и двигатель поворотной платформы приводятся в действие только после включения печи.
• Принцип работы первичного, вторичного и контрольного переключателей смотрите в пункте «Механическая система безопасности».
• Другие элементы, такие как например аварийный термостат, определяющий состояние перегрева магнетрона, могут быть установлены в зависимости от модели (или термостат для печи, гриля или вентиляционного канала)
• Помехоподавляющий фильтр блокирует высоковольтные помехи и его установка необходима по закону.

13. Вторичные цепи (высоковольтные)

Далее представлено объяснение работы функция вторичного контура и/или контура высокого напряжения.

Рис. 14 Вторичные (высоковольтные) электрические цепи

14. Высоковольтный трансформатор

	Высоковольтный трансформатор имеет обычно три обмотки: – первичная обмотка – вторичная обмотка высокого напряжения – вторичная обмотка низкого напряжения
	Первичная обмотка питается от сети 220 В, на вторичных обмотки индуцируются следующие напряжения: 3,1 Вольт - низкое напряжение, необходимо для накала катода магнетрона. 2750 Вольт - высокое напряжение, подается на умножитель напряжения.
	Так выглядит трансформатор высокого напряжения, размещенный в корпусе. Приклеенные резиновые детали необходимы для снижения вибраций и гудения корпуса

15. Умножитель напряжения

	Умножитель напряжения состоит из диода и конденсатора. Все измерения, особенно связанные с деталями, находящимися под высоким напряжением, должны проводиться только как измерения сопротивления, печь при этом должна быть отключена от сети!!!
	Переменное напряжение 2750 Вольт во вторичном контуре трансформатора высокого напряжения переводится в постоянное напряжение величиной в 4000 Вольт. Эта энергия служит для работы магнетрона.
	После включения печи, первая волна положительно заряженной энергии направляется в конденсатор напряжением свыше 2000 Вольт.
	Изменение полярности не влияет на работу диода, но конденсатор утрачивает свой заряд. Напряжение положительной половины волны добавляется в общий объем энергии конденсатора. Таким образом, достигается необходимый объем постоянного напряжения, приблизительно равный 4000 Вольт.

16. Защитный диод (фьюз диод)

Отрицательный полупериод UABmax = - 800 Вольт D1: прямое направление D2: обратное напряжение менее, чем Vr2 Положительный полупериод UABmax = +4600 Вольт D2: прямое направление D1: обратное напряжение менее, чем Vr1 Режим работы не нарушен	Отрицательный полупериод UABmax = - 3000Вольт D1: прямое направление D2: обратное напряжение более чем Vr2 (1200 В) Пробой диода D2 приводит к короткому замыканию Ток в диоде D1 превышает норму и приводит к короткому замыканию Вторичная обмотка в режиме короткого замыкания. Величина электрического тока во вторичной катушке превышает норму и вызывает сгорание основного предохранителя. Трансформатор защищен

17. Магнетрон

Магнетрон – это сердце микроволновой печи. С помощью трансформатора, выпрямителя и магнитного поля он преобразует электрический ток в 230 Вольт 50 Гц в электромагнитную энергию с частотой в 2,450 МГц

Магнетрон состоит из следующих частей: Основной корпус с анодом (положительный) и катодом (отрицательный), ребер радиатора, постоянного магнита, соединений для накаливания и высокого напряжения, а также антенной для передачи электромагнитной энергии. Внутренний цилиндр является объектом накаливания и катодом одновременно. Внешний цилиндр представляет собой блок анода с резонирующими камерами. Благодаря значительной разнице в напряжении между анодом и катодом, электроды перемещаются из внутреннего цилиндра во внешний.
Для работы магнетрона требуется высокое напряжение переменного тока (4000 Вольт), низкое напряжение постоянного тока для накаливания катода и магнитное поле. Катод нагревается для того, чтобы вызвать излучение электронов, которые направятся к аноду	.
Постоянный магнит необходим для достижения колебания тока. Благодаря его магнитному полю электроны постоянно вращаются вокруг катода, вместо прямого перемещения от катода к аноду. Поэтому электроны проходят сквозь резонирующие камеры и вызывают колебание электромагнитного поля.
	Эти резонирующие камеры имеют особое строение. Они обладают емкостным и даже индукционным эффектом внутри высокочастотного диапазона. Они так же устанавливают частоту вырабатываемой электромагнитной энергии. Впоследствии эти колебания электрического тока направляются антенной непосредственно в печь.

18. Измерения на практике

Перед, а так же во время проведения измерений необходимо придерживаться мер безопасности, чтобы избежать облучения электромагнитной энергией.

Проверьте режим блокировки двери (изоляция и поверхности, шарниры и болты затвора, механическое вмешательство за пределами печи).

В случае проведения измерений или ремонтных работ:

!Обязательно заранее разрядите конденсатор высокого напряжения.

Это должно быть выполнено подходящей перемычкой с изолированными концами.

При работе с любой микроволновой печью важно всякий раз проводить проверку на утечку высокочастотной энергии (измерение утечки излучения) и проверку согласно стандарту VDE 0701 после проведения ремонтных работ (даже простое вскрытие корпуса печи считается ремонтной работой).

Ремонт микроволновой печи должен осуществляться специалистом, которые обладает соответствующей квалификацией, владеет информацией и имеет необходимое оборудование, инструменты для измерений и технические документы.

19.

продолжение следует...

Продолжение:

Часть 1 Диагностика и ремонт микроволновой печи
Часть 2 Состав микроволновой печи - Диагностика и ремонт микроволновой печи
Часть 3 Устройство микроволновой печи - Диагностика и ремонт микроволновой печи
Часть 4 - Диагностика и ремонт микроволновой печи
Часть 5 Высоковольтный стенд - Диагностика и ремонт микроволновой печи