河南新航微波技術(shù)有限公司

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微波磁控管工作原理

2013-10-9  閱讀(721)

   磁控管的陽極諧振系統(tǒng)除能產(chǎn)生所需要的電磁振蕩外,還能產(chǎn)生不同特性的多種電磁振蕩。為使磁控管穩(wěn)定的工作在所需的模式上,常用"隔型帶"來隔離干擾模式.隔型帶把陽極翼片一個間隔一個地連接起來,以增加工作模式與相鄰干擾模式之間的頻率間隔。另外,由于經(jīng)能量交換后的電子還具有一定的能量,這些電子打上陽極使陽極溫度升高,陽極收集的電子越多(即電流越大),或電子的能量越大(能量轉(zhuǎn)換率越低),陽極溫度越高,因此,陽極需有良好的散熱能力.一般情況下功率管采用強迫風冷,陽極帶有散熱片.大功率管則多用水冷,陽極上有冷卻水套。此種陰極加熱電流大,要求陰極引線要短而粗,連接部分要接觸良好。大功率管的陰極引線工作時溫度很高,常用強迫風冷散熱。磁控管工作時陰極接負高壓,因此引線部分應(yīng)有良好的絕緣性能并能滿足真空密封的要求。為防止因電子回轟而使陽極過熱,磁控管工作穩(wěn)定后應(yīng)按規(guī)定降低陰可以將陽極電流饋入電磁線包以提高管子工作的穩(wěn)定性。

  磁控管的正確使用

  磁控管是微波應(yīng)用設(shè)備的心臟,因此,磁控管的正確使用是維護微波設(shè)備正常工作的必要條件。

  磁控管在使用時應(yīng)注意以下幾個問題:

  一、負載要?狀,通電流加熱到規(guī)定溫度后就具有發(fā)射電子的能力。這種陰有加熱時間短和抗電子轟擊能力強等優(yōu)點,在連續(xù)波磁控管中得到廣泛的應(yīng)用。 磁控管正常工作時要求有很強的恒定磁場,其磁場感應(yīng)強度一般為數(shù)千高斯。工作頻率越高,所加磁場越強。磁控管的磁路系統(tǒng)就是產(chǎn)生恒定磁場的裝置。磁路系統(tǒng)分永磁和電磁兩大類。永磁系統(tǒng)一般用于小功率管,磁鋼與管芯牢固合為一體構(gòu)成所謂包裝式。大功率管多用電磁鐵產(chǎn)生磁場,管芯和電磁鐵配合使用,管芯內(nèi)有上、下極靴,以固定磁隙的距離。磁控管工作時,可以很方便的靠改變磁場強度的大小,來調(diào)整輸出功率和工作頻率。另外,還可以將陽極電流饋入電磁線包以提高管子工作的穩(wěn)定性。

  磁控管的正確使用

  磁控管是微波應(yīng)用設(shè)備的心臟,因此,磁控管的正確使用是維護微波設(shè)備正常工作的必要條件。

  磁控管在使用時應(yīng)注意以下幾個問題:

  一、負載要匹配。 無論什么設(shè)備都要求磁控管的輸出負載盡可能做到匹配,也就是它的電壓駐波比應(yīng)盡可能的小。駐波大不僅反射功率大,使被處理物料實際得到的功率減少,而且會引起磁控管跳模和陰極過熱,嚴重時會損壞管子。跳模時,陽極電流忽然出現(xiàn)跌落。引起跳模的原因除管子本身模式分隔度小外,主要有以下幾個方面:(1)電源內(nèi)阻太大,空載高而激起非π模式。(2)負載嚴重失配,不利相位的反射減弱了高頻場與電子流的相互作用,而不能維持正常的π模振蕩。 (3)燈絲加熱不足,引起發(fā)射不足,或因管內(nèi)放氣使陰極中毒引起發(fā)射不足,不能提供π模振蕩所需的管子電流。為避免跳模的發(fā)生,要求電源內(nèi)阻不能過大,負載應(yīng)匹配,燈絲加熱電流應(yīng)符合說明書要求。

  二、冷卻。 冷卻是保證磁控管正常管工作的條件之一,大功率磁控管的陽極常用水冷,其陰極燈絲引出部分及輸出陶瓷窗同時進行強迫風冷,有些電磁鐵也用風冷或水冷。冷卻不良將使管子過熱而不能正常工作,嚴重時將燒壞管子。應(yīng)嚴禁在冷卻不足的條件下工作。   三、合理調(diào)整陰極加熱功率。 磁控管起振后,由于不利電子回轟陰極使陰極溫度升高而處于過熱狀態(tài),陰極過熱將使材料蒸發(fā)加劇,壽命縮短,嚴重時將燒壞陰極。防止陰極過熱的辦法是按規(guī)定調(diào)整降低陰極加熱功率。

  微波爐加熱、烹飪食物所需的微波能量是由核心元件——磁控管產(chǎn)生的。

  目前廣泛應(yīng)用于微波爐的是連續(xù)波強迫風冷型磁控管。磁控管是由陰極(燈絲)、陽極、環(huán)形磁鋼、耦合環(huán)、天線(即微波能量輸出器)、散熱器和燈絲插頭等組成。其中陽極呈圓筒狀,通常用銅材制成,筒中多個翼片將陽極分割成十幾個扇形空間,每個扇形空間就是一個陽極諧振腔,其諧振頻率即磁控管的工作頻率,一般為2450MHz左右。在陽極的外殼嵌套了一對環(huán)形*磁鋼,磁鋼形成的磁場用于控制陽極腔內(nèi)的微波振蕩能量。陽極輸出的微波能量通過一根環(huán)狀金屬管(即耦合環(huán))傳送到天線,再由天線向爐內(nèi)發(fā)送微波能,對食物進行加熱。

  微波爐磁控管的燈絲工作電壓一般為交流3.3V,電流10A左右;陽極(對陰極)電壓為直流4000V左右。磁控管通電工作時,燈絲被加熱,同時在陰極(燈絲)與陽極間形成高壓電場,在電場作用下,陰極向陽極發(fā)射電子,陽極接收到電子而產(chǎn)生陽極電流。電子在到達每個扇形陽極諧振腔時,按其諧振頻率振蕩,同時因環(huán)形磁鋼產(chǎn)生的恒定磁場垂直于高壓電場方向,在該磁場作用之下,電子沿著陰極、陽極間的圓周空間作擺輪曲線運動,形成一個積聚能量的旋轉(zhuǎn)電子云,并向陽極不斷輸送,從而在陽極上獲得穩(wěn)定的每秒振動頻率約為24.5億次的微波振蕩能量。微波能量的大小主要取決于陽極電壓的高低和磁場的強弱,由于環(huán)形磁鋼的磁場強度恒定,故而微波輸出功率主要與陽極電壓相關(guān)。但若磁鋼因故破裂或磁性明顯衰退,就會引起磁控管輸出功率減小,微波爐加熱效果變差,出現(xiàn)加熱慢、火力不足等故障,維修時一定要注意這方面的問題。 磁控管工作時的動態(tài)導通內(nèi)阻很小,陽極電壓的波動對微波輸出功率影響很大,這將明顯影響微波爐的加熱性能。為了避免因電源電壓波動而導致微波爐工作不穩(wěn)定,磁控管陽極電壓通常都由漏感變壓器組成的電源電路來提供,它可穩(wěn)定磁控管的陽極電流,使微波爐輸出功率保持穩(wěn)定。

  磁控管的微波轉(zhuǎn)換效率為70%左右,工作時其余30%左右的功率變成了熱量,在管子上耗散,因功率大、溫升較高,所以微波爐中都設(shè)置了冷卻風扇,對磁控管進行強迫風冷散熱,以防止過熱損壞。



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