Ремонт і обслуговування НВЧ печей - Банк рефератів, творів, доповідей, курсових та дипломних
Казанський Державний Технічний Університет
Контрольна робота
«Ремонт та обслуговування НВЧ печей»
Казань 2002
Зміст
2.НВЧ установки та його робочі камеры………………………………….5
6.Блок управління та введення інформації………………………….…….12
7.Вимоги до НВЧ установок…………………………………….…. 13
8.Заходи безпечної роботи при ремонті та регулюванні………….…..14
10.Ремонт плат з друкованим монтажем………………….………………24
11.Методи відшукання несправностей………………………………….25
12.Приклад електричної принципової схеми НВЧ печі………27
НВЧ нагрівання та його застосування
Технологічна обробка різних об'єктів майже завжди включає в себе термообробку і в першу чергу нагрівання або сушіння.
При традиційних способах нагрівання та сушіння (конвективному, радіаційному та контактному) нагрівання об'єкта відбувається по поверхні. Якщо теплопровідність об'єкта низька, що має місце у діелектриків, то термообробка об'єкта відбувається повільно, з локальним перегріванням поверхні нагріву, через що можливе підгоряння цієї поверхні, виникнення внутрішніх механічних напруг. Все це зрештою може призвести до виходу об'єкта з ладу.
Надвисокочастотним називається нагрівання об'єкта енергією електромагнітного поля надвисоких частот. Електромагнітна хвиля, проникаючи в об'єкт, взаємодіє із зарядженими частинками. Сукупність таких мікроскопічних процесів призводить до поглинання енергії поля об'єкті. Повний опис ефекту можна отримати лише з допомогою квантової теорії. Обмежимося врахуванням макроскопічних властивостей матеріального середовища, що описуються класичною фізикою.
Залежно від розташування в них зарядів молекули діелктричного середовища можуть бути полярними та неполярними. У деяких молекулах розташування зарядів настільки симетрично, що без зовнішнього електричного поля їх електричний дипольний момент дорівнює нулю. Полярні молекули мають деякий електричний дипольний момент і без зовнішнього поля. При накладенні зовнішнього електричного поля неполярні молекули поляризуються, тобто симетрія розташування їх зарядів порушується, і молекула набуває певного електричного моменту.
Під впливом зовнішнього поля в полярних молекул як змінюється величина електричного моменту, а й відбувається поворот осі молекули у напрямку поля. Зазвичай розрізняють електронну, іонну, дипольну та структурну поляризації діелектрика. На НВЧ найбільшу питому вагу мають дипольна і структурна поляризації, отже виділення тепла можливе навіть без струму провідності.
НВЧ пристрої для технологічних цілей працюють на частотах, встановлених міжнародними угодами. Для термообробки в діапазоні НВЧ найчастіше використовуються електромагнітні коливання на частотах 433, 915, 2375 (2450) МГц. У таблиці наведено відомості про глибину проникнення електромагнітної хвилі деякі з діелектриків з втратами.
Глибина проникнення електромагнітної хвилі
У діелектриці з втратами при 20-25 о С
| Діелектрики | Глибина проникнення, см | |
| 433 Мгц | 915 МГц | 2375 Мгц |
| Титанат барію |
Отже, якщо замість традиційних способів нагрівання використовувати нагрівання за допомогою енергії НВЧ коливань, то через проникнення хвилі в глиб об'єкта відбувається перетворення цієї енергії в тепло не на поверхні, а в його обсязі, і тому можна досягти інтенсивнішого наростання температури при більшій рівномірності. нагріву в порівнянні з традиційними способами нагріву. Остання обставина в ряді випадків призводить до покращення якості виробу.
НВЧ термообробка має низку інших переваг. Так, відсутність традиційного теплоносія забезпечує стерильність процесу та безінерційність регулювання нагріванням. Змінюючи частоту, можна досягти нагрівання різних компонентів об'єкта. НВЧ електротермічні установки займають площу меншу, ніж аналогічні установки з традиційним енергоприводом, і менш шкідливий вплив на навколишнє середовище за кращих умов праці обслуговуючого персоналу.
НВЧ установки та їх робочі камери
При будь-якому призначенні НВЧ електротермічної установки вона має структурну схему, наведену на малюнку 1.
Джерело НВЧ енергії
Основним генератором НВЧ енергії є магнетрон. З приладів інших типів найбільш перспективні клістрони та НВЧ тріоди. Генерована потужність надходить по хвилеводу (лінія зв'язку) в робочу зону НВЧ печі, що є прямокутною камерою (робоча камера). Поруч із хвилеводним виходом розташований дисектор, що обертається від повітряного струменя.вентилятора. Дисектор необхідний для того, щоб отримувати рівномірний розподіл НВЧ поля за об'ємом камери і, отже, забезпечити рівномірне нагрівання продукту. У нових конструкціях НВЧ печей використовують не дисектор, а столик, що обертається, на який поміщають оброблюваний продукт. Система управління (інакше блок управління та введення інформації) управляє всім технологічним процесом обробки.
Магнетрон – це електровакуумний прилад, призначений для генерування коливань надвисокої частоти. Працюючи магнетрону виділяється потужність, яка перетворюється на тепло, тобто. усередині робочої камери створюється «теплове НВЧ електромагнітне поле». Конструкція магнетрону показано малюнку 2.
Коливальна система – анодний блок (1) містить резонатори (2), форма та розміри яких вибираються залежно від робочої довжини хвилі. Внутрішня циліндрична порожнина (3) називається простором взаємодії. У центрі цієї порожнини розташовується циліндричний катод (4), що підігрівається звичайною ниткою розжарення. До магнетрона ззовні додається сильне постійне магнітне однорідне поле, спрямоване вздовж осі циліндричної порожнини. У просторі взаємодії (3) змінним електричним та постійним зовнішнім магнітним полем відбувається управління електронними потоками. Електрони, що вилетіли з поверхні катода, під впливом схрещених електричних та магнітних полів рухаються між електродами по циклоїдальних траєкторіях. При своєму русі вони пролітають повз щілини резонаторів (2) і збуджують у них електромагнітні коливання.
Усередині одного з резонаторів розташовується петля зв'язку (5) для виведення НВЧ енергії з магнетрону в робочу зону печі. Петля зв'язку одним кінцем припаяна до стінки резонатора, а іншим приєднана до короткої коаксіальноїлінії (6), яка збуджує прямокутний хвилевід (7). По хвилеводу (7) НВЧ потужність надходить у робочу камеру печі.
На рис. 3 зображено зовнішній вигляд магнетрону:
1. Металевий ковпачок насаджений на керамічний ізолятор 2.
3. Зовнішній кожух магнетрону 4. Фланець з отворами для кріплення. 5 Кільцеві магніти служать розподілу магнітного поля. 6. Керамічний циліндр для ізоляції антени. 7. Радіатор служить для кращого охолодження. 8. Коробочка фільтра. 9. Вузол з'єднання магнетрону з джерелом живлення містить перехідні конденсатори які разом у дроселями утворюють НВЧ фільтр для захисту від проникнення НВЧ випромінювання з магнетрону. 10. Висновки харчування.
Магнетрон - це вакуумний діод, анод якого виконаний у вигляді мідного циліндра. Робоча напруга анода магнетрону коливається від 3800 до 4000 вольт. Потужність від 500 до 850 Ватт. Напруга розжарення від 3,15 до 6,3 вольта. Магнетрон кріпиться безпосередньо на хвилеводі. У тих печах де виробник має в своєму розпорядженні магнетрон з коротким хвилеводом можна спостерігати такий дефект як пробій слюдяної прокладки. Відбувається це внаслідок забруднення прокладки.
Дефекти магнетронів: 1.При пробої прокладки часто бувають випадки коли ковпачок розплавляється. Можна замінити на ковпачок із іншого магнетрону. 2.Як будь-яка лампа він може втрачати свою емісію, внаслідок чого значно скорочується потужність енергії та збільшується час приготування. Можна збільшити тривалість терміну служби магнетрону додавши напруження розжарення. Для цього необхідно домотати 0,5 виток накальної обмотки. (у деяких випадках вдається продовжити термін служби до 3 років)
3. Пробій перехідних конденсаторів можна знайти за допомогою тестера. Пробій відбувається на корпус магнетрону.Усувається шляхом заміни вузла 9 (див. рисунок).
При заміні магнетрону необхідно суворо дотримуватись правил: 1. Діаметр антени та кріплення повинні точно збігатися з оригіналом. 2. Магнетрон повинен щільно стикатися з хвилеводом. 3. Довжина антени повинна точно відповідати оригіналу. 4. Потужність магнетрону має збігатися.
Блок живлення магнетрону.
Блок живлення магнетрону забезпечує вироблення напруги живлення: Анодна напруга Uа = 4000 вольт A = 300 мА. Напруга розжарення U = 3,15 В, I = 10 А.
220 вольт через спеціальну схему керування подається на первинну обмотку силового трансформатора. Далі за допомогою силового трансформатора (який виконує роль стабілізатора) напруга подається на схему подвоєння напруги зібрану на VD1, C1. Опір R1 має номінал від 1 до 10 Мом і потрібно для того, щоб забезпечувати розряд конденсатора С1 при вимкненій печі. В імпортних конденсаторах резистор монтується усередині. Запобіжний діод VD2 (фьюз діод) служить захисту трансформатора від перегріву у разі замикання в магнетроні чи надмірному підвищенні напруги на конденсаторі С1. При замиканні різко підвищується струм у вторинних обмотках, що веде до збільшення струму в первинних обмотках і перегоряє запобіжник. Цим діодом можна знехтувати тобто. не встановлювати його, але в цьому випадку необхідно встановлювати запобіжник строго за номіналом. Якщо заміряти напругу на катоді магнетрону вона буде рівною -4000 вольт (негативна), значить на аноді щодо катода напруга буде рівною +4000 вольт.
Високовольтний діод
Є великою кількістю з'єднаних послідовно діодів в одному корпусі. Перевірити не можна. Але є один метод, що дозволяє зпевною точністю перевірити діод. Якщо підключити його відповідно до цієї схеми. Вимір проводиться у двох напрямках, для чого діод необхідно перевернути.
Блок управління та введення інформації
БУВІ призначений для завдання часу, режимів роботи та управління роботою НВЧ печі за заданими програмами. Структурна схема БУВІ наведена малюнку 6.