Рисунок 4.2 – Принципиальная электрическая схема высоковольтного блока питания магнетрона

3) Камера микроволновой печи.

Основная проблема, возникающая в камере микроволновой печи, – это неравномерность нагрева продукта. Причина заключается в том, что камера, по сути, представляет собой резонатор, колебания в котором происходят в виде стоячих волн. Особенностью стоячих волн является наличие пространственных максимумов и минимумов электрического поля. Для равномерного нагрева желательно иметь как можно больше видов частот вблизи рабочей частоты. Достичь этого при фиксированной частоте излучения генератора можно несколькими путями. Один из них – увеличение размеров камеры. В этом случае основная волна и все последующие смещаются в периферийную область, там низкие частоты, а в рабочей зоне, вследствие отражения от стен, наложения друг на друга в смешанном виде окажутся более плотно расположенные высокочастотные волны. Загрузка камеры приводит примерно к такому же результату, что и увеличение ее размеров. Это объясняется тем, что продукты питания, примерно на 80 % состоящие из воды, имеют большую диэлектрическую проницаемость. А при заполнении резонатора диэлектриком с ε>1 его резонансные частоты смещаются в область более низких значений. При загрузке камеры снижается также и ее добротность, что в свою очередь приводит к расширению полосы рабочих частот и, как следствие, к увеличению количества рабочих видов колебаний. Это обеспечивает более равномерное распределение энергии.

Как правило, большое количество разных значений частотных колебаний еще не свидетельствует о равномерном нагреве, некоторые частоты либо плохо возбуждаются, либо не возбуждаются совсем. Суммарное электрическое поле, образованное суперпозицией всех частот колебаний, может быть очень сложным, но в любом случае из-за чередования направленности, оно будет содержать максимумы и нулевые точки. Хотя некоторое выравнивание температуры и происходит за счет конвекции и теплопроводности, однако этого явно недостаточно для нормального приготовления продуктов.

Исправить положение можно, если имеющиеся виды колебаний или хотя бы часть из них включать поочередно. Добавление или, наоборот, изъятие любого вида колебаний приводит к изменению общей структуры электрического поля. То же самое происходит, когда меняется соотношение амплитуд различных частот. Участки с максимальной и минимальной амплитудой смещаются в пространстве камеры и могут меняться местами. В результате каждый участок продукта в процессе приготовления пищи поочередно подвержен влиянию полей различной конфигурации и интенсивности. При большом количестве комбинаций частот нагрев в рабочей области камеры может быть достаточно равномерным. Исключение составляют участки вблизи ребер и в углах камеры, где поле даже теоретически не может быть велико. Таким образом, даже относительно небольшое число видов колебаний при их правильном возбуждении могут обеспечить требуемую равномерность нагрева продукта. Существует много различных устройств, реализующих селекцию видов колебаний во времени. Наибольшее распространение получили диссектор и вращающийся столик.

Ниже изображен диссектор, предназначением которого является «смешивание» различных частот в камере микроволновой печи. Он представляет собой несколько металлических лопастей (рис. 4.3.) различной конфигурации, закрепленных на общей оси, которые расположены в непосредственной близости от ввода СВЧ энергии.

Конец ознакомительного фрагмента.