ъ плот- Ш противном случае через накал будет протекать анодный ток, приводя к его дополнительному разогреву. Однако, к каким-либо катастрофическим последствиям это не приводит. Кроме того, использование в микроволновых печах магнетронов с косвенным накалом большая редкость. Поэтому без больших натяжек выводы магнетрона можно считать равноценными. Необходимо оговориться, несмотря на то, что мы используем термин "анодное напряжение", в действительности анод соединен с корпусом магнетрона и его потенциал всегда равен нулю, а отрицательное рабочее напряжение подается на катод. Для нормальной работы магнетрона важно, чтобы анод имел положительный потенциал +4.0 кВ по отношению к катоду, а какой из электродов заземлен, значения не имеет. Поскольку корпус магнетрона непосредственно соединен с анодом, то вполне естественно, что именно он имеет нулевой потенциал.

Рис. 2.16. Форма токов и напряжений на основных элементах блока питания

В микроволновых печах управление мощностью осуществляется ступенчато, периодическим отключением блока питания, т.е. регулируется средняя мощность за определенный цикл. (Подробнее об этом в разделе "Блок управления".)

Рассмотренная схема наиболее часто используется в микроволновых печах, несмотря на присущие ей некоторые недостатки. Главный из них состоит в том, что анодное напряжение подается на магнетрон одновременно с накалом. При работе на средних и малых уровнях мощности, когда магнетрон периодически выключается, нить накала подвергается многократному нагреву и охлаждению, что снижает ее срок службы. Кроме того, в момент включения анодное напряжение подается на холодный катод, поскольку он не успевает разогреться, что также негативно влияет на магнетрон. Рассмотрим вкратце несколько схем, которые позволяют обойти указанные недостатки. Самое простое решение - это установить независимый накальный трансформатор (рис. 2.17).

Накальный трансформатор включается за несколько секунд до включения анодного напряжения и постоянно работает в течение всего времени, устанавливаемого таймером, независимо от выбранного уровня мощности. В некоторых моделях печей (например, "Электроника СП23 ЗИЛ") накальный трансформатор включается и выключается одновременно с самой печью. Основной недостаток таких конструкций - это увеличение размеров, веса и стоимости микроволновой печи.

От этого избавлена схема на рис. 2.18.

Анодное напряжение от блока питания подается на магнетрон через специальный высоковольтный переключатель. В этом случае при регулировке мощности отключается не весь блок питания, а только анодная цепь, что позволяет при одном трансформаторе получить тот же результат, что и в предыдущем случае.

Блок регулировки мощности

Рис. 2.18. Принципиальная схема блока питания с использованием высоковольтного реле в анодной цепи

Как было показано в предыдущей главе, изменение анодного напряжения даже в небольших пределах может существенно повлиять на работу магнетрона. Диапазон изменения анодного напряжения, при котором мощность магнетрона изменяется от нуля до оптимального значения, составляет около 500 В. Поэтому магнетрон с номинальным рабочим напряжением 4.0 кВ при реальном напряжении 3.5 кВ работать не будет. Фактически это означает, что, если не принять каких-либо специальных мер, снижение сетевого напряжения на 10% приведет к полной потере мощности микроволновой печи, а увеличение напряжения на те же 10% заставит ее работать в непосильном режиме, и тогда от безвременной кончины магнетрон может спасти только вовремя сгоревший предохранитель. Положение усугубляется тем, что магнетроны, даже одного типа, обладают некоторым разбросом параметров. Рабочее напряжение магнетрона определяется напря-

женностью магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами. Технологически при массовом производстве довольно сложно изготовить магниты с одинаковой индукцией. Поэтому фактическое рабочее напряжение магнетрона может на несколько процентов отличаться от номинального. На заре телевизионной техники, когда с телевизорами возникали похожие проблемы, подключение к сети велось через специальные ферромагнитные стабилизаторы. В микроволновой печи ситуация проще и роль такого стабилизатора при определенных условиях может выполнить имеющийся трансформатор.

Рассмотрим вкратце принцип действия ферромагнитного стабилизатора. Магнитопровод трансформатора обладает свойством магнитного насыщения. Магнитное насыщение - явление, при котором в ферромагнитных материалах, при увеличении напряженности намагничивающего поля Н, начиная с некоторого его значения Нт, наблюдается резкое снижение роста магнитной индукции (рис. 2.19).

Рис. 2.19. Зависимость величины магнитной индукции В от напряженности намагничивающего поля Н в трансформаторе микроволновой печи

Если подобрать железо трансформатора таким образом, чтобы работать в зоне насыщения, изменение напряжения на первичной обмотке практически не будет влиять на величину тока в нагрузке. Нет смысла выбирать рабочую точку слишком далеко от точки насыщения, поскольку в этом случае снизится к.п.д. трансформатора. Подчеркнем, что рассматриваемый стабилизатор является стабилизатором тока. Напряжение на разных магнетронах может быть разным, но всегда таким, какое требуется для получения заданной мощности. Если же магнетрон отключен, то напряжение холостого хода может заметно превышать 4 кВ. Понимание физических процессов, происходящих в трансформаторе микроволновой печи, позволяет установить ограничения при его замене. Главное- это равенство анодного тока до и после замены. Эти замечания следует учитывать также и при замене магнетрона.

Если в результате замены магнетрон и трансформатор перестанут составлять гармоничную пару, то возможны два случая:

1.Магнетрон рассчитан на большую мощность, чем позволяет обеспечить трансформатор. В результате последний будет работать в режиме сильного насыщения. Как следствие магнетрон не будет выдавать номинальной мощности, усилится гул трансформатора и снизится его к.п.д.

2.Магнетрон рассчитан на меньшую мощность, чем трансформатор. Из-за возрастания анодного тока, мощность печи увеличится, однако магнетрон будет сильно перегреваться, что приведет к снижению его долговечности. При включении печи на длительное время (более 5 минут) возможно, также, отключение термореле.

На блок питания приходится примерно третья часть поломок в микроволновой печи. Это объясняется тем, что все элементы, составляющие блок питания, работают на предельных режимах и, как правило, не имеют достаточного запаса прочности. Обычно в руководствах по эксплуатации микроволновых печей указывается, что на максимальную мощность печь можно включать не более чем на 20 - 30 минут, после чего ей необходимо дать отдохнуть такое же время. Конечно, технически не представляет труда сделать печь более надежной, однако это неизбежно приведет к росту ее габаритов, веса и стоимости. Поэтому производители микроволновых печей выбирают компромиссный вариант, при котором печь при правильной эксплуатации работает относительно надежно, но может быстро выйти из строя при нарушении этих правил.