第八章 微波炉的原理与维修
微波炉按控制方式分有机械式和电脑式。按加热方式分有微波式、微波+电加热式、微波+光波式。
一、微波炉概述
微波是频率非常高的电磁波,家用微波炉一般采用2450MHz ±25MHz的电磁波。其特点如下:①微波在传输过程中遇到金属就会反射,为此,微波炉炉腔采用钢板或不锈钢板,以使微波在炉内来回穿透食物,加强热效率。②微波能够穿透一般的陶瓷、玻璃、耐热塑料、木器、竹器、纸板等绝缘材料,这些材料可做微波炉器皿。③各类食品均可吸收微波,微波使食物内的分子振荡、摩擦产生热能。④微波是电磁波的一种,过量的微波会对人的中枢神经系统造成损害。在微波炉的2450MHz频率段中,主要危害眼睛等部位。
二、主要器件结构和工作原理
如图8-1所示,微波炉由电器控制、高压整流器、磁控管、加热腔体和冷却系统等组成。电网220V电压通过电器系统控制,再通过高压整流电路变换为4000V左右的直流高电压送磁控管转换为微波。微波能通过波导传入加热腔内,由于加热腔是金属材料制成的,微波不能穿透,只能在炉腔内反射,并反复穿透被加热的食物,为被加热的食物所吸收,从而完成加热过程。
电器控制部分起调节加热功率、加热时间等作用。冷却系统则对工作中的高压整流器和磁控管进行冷却,防止温度过高,保证微波炉稳定、正常地工作。
如图8-2所示是微波炉的基本结构,是由门体部件、控制面板部件、风扇架部件、底盘部件、炉体部件、炉体内部部件六大部分组成。
图8-1 微波炉工作原理
图8-2 微波炉基本结构
1-门体部件;2-控制面板部件;3-风扇架部件;
4-底盘部件;5-炉体内部部件;6-炉体部件
(一)磁控管
磁控管如图8-3所示,结构示意图如图8-4所示,磁控管属于真空器件。磁控管内有一个用导电率高、气封性好的无氧铜制的阳极,其中有若干个谐振腔,是产生高频谐振的回路。磁控管中还有一个发射电子的阴极,一个对阴极加热的灯丝。灯丝得电发光,对阴极加热,阴极发射电子,电子受阳极高电压吸引流向阳极,作为电子作用空间。利用永久磁铁或电磁铁,在阳极、阴极之间,采用适当的参数,使阴极发射的电子,在作用空间作圆周运行。由于谐振腔的作用,在此过程中,完成电能向磁能的转换,再以需要的方式输出。在微波炉中,磁控管常是阳极接地,阴极接负高电压,以保证安全。
图8-3 磁控管的外形
图8-4 磁控管结构示意图
(二)高压变压器
高压变压器又称高压稳定变压器,初级、次级、灯丝三个线圈分别绕在中间芯柱上,输出1800V以上和3.2V左右两组交流电压。1800V以上交流电压经倍压整流为4000V以上,加到磁控管的阴极电压,3.2V送到磁控管的灯丝端子。为了安全,几乎所有微波炉中的磁控管阳极都接地,阴极接负高压。所以,变压器的次级高压总有一端与地相连。
高压电容又叫高压谐振电容,其耐压在2100V上下,作滤波用。高压二极管,其耐压在万伏以上,额定电流为1A,作整流用。高压变压器的高压端和高压电容、高压整流二极管组成半波整流倍压电路,起整流作用,即将高压交流电变成高压直流电,提供给磁控管。
(三)电脑板
电脑板由CPU、晶体、三极管、直流继电器、低压变压器等众多器件组成。CPU为核心,用于检测用户指令、检测炉门开/闭状态,然后根据程序设置将用户指令和炉门状态进行逻辑处理后,确定相应输出电压,以控制外接三极管导通/截止状态,来控制主继电器(又称时间继电器、炉灯继电器)、电源直流继电器、烧烤继电器的吸合/释放状态,从而控制微波炉转盘、风扇电机、炉灯、高压变压器初级、烧烤器等220V供电路的通/断,实现对微波炉加热时间、加热功率、加热方式的控制。
三、微波炉常见故障检修
(一)维修规则
维修微波炉时必须遵照以下规则,避免造成意外或机器受损:①维修前必须拔掉电源插头。②拆开外壳通电试验之前,在对高压电容放电后,应先将高压变压器的初级一个插头拔下,以防止微波对人体的伤害。③禁止测试高压电路中的电压,包括磁控管的灯电压。在任何形式的烹调期间,高压变压器的高压端子总是存在高压的,因此没有必要也不建议对高压进行测试。④更换和检查微波系统器件前应对高压电容放电。微波炉停止工作后,高压电容器内的充电持续时间约30秒,因此,更换或检查零部件之前必须对高压电容放电。改用改锥将高压电容的负压端和微波炉壳体间短路放电,也可通过测量高压电容两端电压放电(利用万用表内电阻)。⑤更换第一、第二级开关、监控开关必须为联锁式,且开关通断必须与原开关状态一致,更换后需进行调整。⑥更换零件均符合原规格要求。⑦维修后重新接通电源前,应确保器件连接、安装正常。有关紧固螺钉安装正确且紧固。无论在电气和机械方面,均需接地线。切勿改动微波炉的内置安全设施。
(二)注意事项
①禁止用二芯导线的电源线启动微波炉,微波炉在设计时已被确定只有接地才能使用,因此,在维修之前必须确保微波炉接地良好。②接触微波炉的任何电器元件、导线或更换零部件时,应拔出电源插头。操作中不要用非绝缘工具触碰线路中的导线。③维修人员在磁控管附近操作或更换磁控管时,必须取下手表。④易于拆掉并可能触及到250V以上的器件有磁控管、高压变压器、高压电容、高压保险。⑤倘若磁控管波导管、导线安装使用不当,便会泄漏微波,维修人员切勿碰触,必须确保所有输入、输出微波接驳装置、波导管、凸缘、垫圈都在附有微波能源吸收负载的情况下,才能启动微波炉。⑥禁止测试高压电路中的电压,包括磁控管的灯丝电压。⑦防止触电和微波辐射,不要在磁控管或传导微波部件工作时检修。⑧下列情况可导致微波泄漏,切勿启动微彼炉: a.由于机门弯曲或门铰链损坏,使机门不能紧贴门框。b.机门的修边或密封垫受损。c.门钩及门体固定在上、下铰链上调整不当,开关托架安装不当。d.微波炉明显受损。e.机门未能正确紧闭。f.知道联锁系统、炉门或微波炉装配失灵时,切勿启动微波炉。所有受损部件必须予以更换。
维修结束后的检查:①零部件修理或更换后,必须确保微波炉的螺钉既不松动也没有丢失,以防微波泄漏。②接通电源之前必须确保所有电器元件连接紧密。③检查微波泄漏。
微波能量泄漏测试步骤:测试用具有微波能量测量仪,600mL烧杯,水银温度计或数字温度计。下面是测量三星M9G77微波炉的步骤:①将(275±15)mL,(20±5)℃的水加入到600mL的烧杯中,然后将烧杯置于微波炉中心。②启动微波炉并用微波能量仪测定微波泄漏。③设置双量程测量仪至2450MHz。④测量微波泄漏时,要用5.08cm厚隔离锥的探针,探针需垂直于炉门。把探针的隔离锥放在炉的连接处,并且垂直于接缝移动。同样按上述方式测量观察窗和排气孔。测量时设置探针的移动速度为2.54cm/s。如果对门缝的泄漏测量接近拐角处,要使探针垂直于测量区域,紧靠隔离锥的探针与金属的距离不小于5.08cm,如果小于5.08cm,会导致错误的读数。⑤维修或调整后测试,微波泄漏量必须小于5mW/cm2。注意:测试探针必须固定在手柄上,否则当操作者的手位于手柄和探针之间时会导致错误的读数。怀疑有泄漏时,不要沿着微波炉表面水平移动探针,这有可能损坏探针。
(三)常见故障检修
1)常见故障检修
常见故障检修见表8-1。
表8-1 微波炉常见故障检修表
续表
续表
注 ①所有这些开关必须同时更换(参阅测试与调整)。检查功率继电器 触点的连续性,如有连续性,把功率继电器也换掉。
②更换高压变压器时要检查二极管和磁控管。
③大的接触电阻会导致磁控管灯丝电压降低和磁控管输出降低以及 间歇振荡或两者都有。
2)微波炉常见故障检修实例
如:全无反应,保险管熔断
一般是高压器件短路或严重漏电,如磁控管短路,高压二极管、高电压电容击穿,双向二极管击穿,门联锁开关损坏。对于电脑控制式机型,还要考虑低压变压器是否损坏,压敏电阻是否击穿。
故障检修:①拔掉电源插头,先将高压电容存储的电压放掉。②拔掉变压器次级的高压绕组引出线,测量高压接线柱与炉下底盘(外壳)之间电阻,若测量电阻值很低,则说明次级的高压绕组已经短路,需修复或更换变压器。注意拆卸变压器时,应先拆除变压器初级、次级所有引线,然后再拆下固定变压器的螺丝。③测量磁控管灯丝两端电阻,灯丝对外壳电阻正常值分别小于1Ω和无穷大,否则已损坏,应更换。④检查高压二极管、高电压电容是否击穿。⑤用R×10kΩ挡测量双向二极管,正反向电阻应为无穷大,若有阻值,则为损坏,应更换。如果手头没有可换器件,也可去除不用,但失去了相应的保护作用。⑥检查联锁开关。如果说炉门打开时,门第一级联锁开关仍处于接通状态,即已接通高压变压器220V供电电路,则为损坏。⑦对于电脑控制式机型,还要检查电脑板上低压变压器,若有烧焦或初级开路,则为损坏。检查压敏电阻有裂纹、黑炭点、炸飞仅剩炭状芯片为损坏。
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