Неисправности магнетрона микроволновой печи

Что такое магнетрон

Микроволновки могут сильно различаться между собой, но есть одна деталь, без которой не сможет работать ни одна существующая модель, будь то Самсунг, Филипс или другая известная марка. Именно от качественного магнетрона и зависит вся работа СВЧ-печки. Из чего же состоит эта деталь?

Для излучения волн прибор оснащен специальной антенной.
Для изоляции антенны от рабочей поверхности используется специальный цилиндр, изготовленный из качественного металла.
За распределение магнитных полей отвечает особый магнитопровод.
А вот за распределение потоков отвечают магниты.
Для того чтобы деталь не перегревалась, важной комплектующей для нее является радиатор.
Чтобы излучения микроволновой печи не приносили вреда, магнетрон оснащен специальными фильтрами.

Магнетрон – что такое.

Схема устройства

Такая конструкция как магнетрон, понятна только профессионалам. Ремонтировать ее самостоятельно – процесс трудоемкий и неблагодарный. Если вы уверены в том, что проблема именно в нем, лучше обратиться к специалисту. Изучив устройство магнетрона, становится понятно, что из строя выходит не вся деталь.

Возможно, не работает какая-то из его частей, что и необходимо установить. Существует несколько распространенных причин поломки. Как проверить магнетрон и узнать, где именно кроется неисправность?

1. Одной из важных составляющих магнетрона является специальный колпачок, который сохраняет вакуумность трубы. Если проблема в нем, то заменить его не составит труда.
2. Если деталь перегревается, то значит, из строя вышел радиатор.
3. Из-за перегрева может произойти обрыв нити накаливания. Для диагностики этой неисправности потребуется специальный тестер. В рабочем состоянии нить показывает напряжение 5-7 Ом. Если она вышла из строя, то напряжение упадет до 2-3 Ом, если же произошел обрыв, то прибор покажет бесконечность.
4. Поломка фильтра проверяется тестером. Если деталь исправна, прибор покажет бесконечность, в случае поломки – вы увидите численное сопротивление.

Существуют поломки, которые вы не сможете диагностировать самостоятельно. Для этого необходимо обладать не только знаниями, но и специальным оборудованием.

Устройство магнетрона.

Магнетрон – специальный электронный прибор, в котором генерирование сверхвысокочастотных колебаний (СВЧ-колебаний) осуществляется модуляцией электронного потока по скорости. Магнетроны значительно расширили область применения нагрева токами высокой и сверхвысокой частоты.

Что это такое и как устроен

Элемент генерирует высокочастотное излучение в микроволновке. Пища нагревается благодаря электромагнитным волнам. Молекулы жидкости в продуктах начинают двигаться, из-за этого происходит нагрев. Поэтому пища может прогреться без теплового влияния извне. Температура в СВЧ не превышает 100 градусов.

Магнетрон работает так же, как и обычная электрическая лампочка. На корпус попадает высокое напряжение. Оно является катодом. Когда микроволновку подключают к электросети, к аноду начинают устремляться электроны.

Анод состоит из медной гильзы (цилиндра с лампой и трубкой). Также внутри есть вакуумные секции и вольфрамовая нить, обеспечивающая накал. На боках магниты. От них излучение движется по спиралевидной траектории движения.

Электроны движутся по резонатору с высокой скоростью, что возбуждает высокочастотный ток. Появляется поток светодиодного излучения. Он направляется к духовому шкафу через антенну.

Устройство магнетрона в СВЧ

Конструкция

Магнетрон в продольном разрезе

Схема конструкции магнетрона

Резонансный магнетрон состоит из анодного блока, который представляет собой, как правило, металлический толстостенный цилиндр с прорезанными в стенках полостями, выполняющими роль объёмных резонаторов. Резонаторы образуют кольцевую колебательную систему. К анодному блоку закрепляется цилиндрический катод. Внутри катода закреплён подогреватель. Магнитное поле, параллельное оси прибора, создаётся внешними магнитами или электромагнитом.

Для вывода СВЧ энергии используется, как правило, проволочная петля, закреплённая в одном из резонаторов, или отверстие из резонатора наружу цилиндра.

Резонаторы магнетрона образуют кольцевую колебательную систему, около них происходит взаимодействие пучка электронов и электромагнитной волны

Поскольку эта система в результате кольцевой конструкции замкнута сама на себя, то её можно возбудить лишь на определённых видах колебаний, из которых важное значение имеет π-вид. Среди нескольких резонансных частот системы (при N резонаторах в системе возможно существование любого целого количества стоячих волн в диапазоне от 1 до N/2) чаще всего используется π-вид колебаний, при котором фазы в смежных резонаторах различаются на π

При наличии рядом с рабочей частотой (ближе 10 %) других резонансных частот возможны перескоки частоты и нестабильная работа прибора. Для предотвращения подобных эффектов в магнетронах с одинаковыми резонаторами в них могут вводиться различные связки либо применяться магнетроны с разными размерами резонаторов (чётные резонаторы с одним размером, нечётные — с другим).

Отдельные модели магнетронов могут иметь различную конструкцию. Так, резонаторная система выполняется в виде резонаторов нескольких типов: щель-отверстие, лопаточных, щелевых и т. д.

Устройство прибора

Рано или поздно день, когда в микроволновке не удастся разогреть пищу, настанет в каждом доме. Конечно, это прискорбно, но от тех или иных поломок не застраховаться. При этом прибор не всегда будет подавать явного «сигнала бедствия» в виде струи дыма и прочих визуальных эффектов. В противном случае самостоятельно починить поломку вряд ли получится. Придется обращаться к специалисту, а это влетит в «копеечку». Если же прибор перестал работать без «спецэффектов», то имеется шанс починить его своими руками. Существуют такие неисправности, диагностика которых и устранение причин поломки обойдется достаточно дешево. И вам не придется тратиться на дорогостоящий ремонт или приобретение новой модели. Но для этого необходимо знать устройство СВЧ-печи. Несмотря на обилие разнообразных моделей и производителей, принцип работы СВЧ-печи и ее устройство остается неизменным. Прибор собирают из следующих компонентов:

• высоковольтный силовой трансформатор;
• высоковольтный диод;
• высоковольтный конденсатор;
• магнетрон;
• вентилятор для охлаждения магнетрона;
• термопредохранитель, защищающий магнетрон от перегрева;
• сетевой фильтр;
• электродвигатель для вращения чашки с поставленной на нее едой;
• конечные выключатели.

Вид изнутри

Исправность всех вышеперечисленных компонентов устройства обеспечивает бесперебойную работу прибора в течение всего периода эксплуатации.

Это интересно: Как выбрать отпариватель: разбираемся обстоятельно

Способы диагностики высоковольтного диода

Неисправный высоковольтный диод можно проверить на пригодность двумя способами:

• С помощью омметра, у которого предел измерения сопротивления составляет 200 МОм . Такой прибор предназначен для измерения показателей сопротивления изоляции кабелей;
• Практическим методом при помощи цепи переменного напряжения от100 до 230 В.

Однако, используя данный метод проверки в домашних условиях, обязательно требуется соблюдать технику безопасности. Последовательно диод своим одним контактом подключается к электрической цепи 230 В через её проводник. Затем в режиме постоянного напряжения, используя диапазон напряжений 250 В, с помощью мультиметра снимают показания между проводником и контактом сети которые не подключены к цепи. Если напряжение присутствует, то тестер не покажет «короткое замыкание». Если есть «короткое замыкание» – значит, диод неисправен. Об уменьшении мощности микроволновой печи может свидетельствовать слабый нагрев продуктов питания либо увеличиваются временные затраты на разогрев. При наличии такой поломки замена магнетрона, скорее всего, не нужна.

Рассмотрим два способа диагностики проблемы:

• Проверим на вид заглушку из пластика или слюды, которая располагается в рабочей камере СВЧ-печи. Она находится напротив волновода магнетрона. Такая заглушка защищает волновод магнетрона от попадания на него разогретой пищи из рабочей камеры. Так как заглушка ничем не защищена, очень часто она прогорает, чтобы обеспечить её дополнительную защиту следует покрасить заглушку сверху пищевой эмалью;
• В розетке и в вилке микроволновой печи необходимо проверить напряжение. Даже маленькое уменьшение показателя напряжения питания может глобально влиять на мощность работы СВЧ-печи. При этом все показания печи остаются такими же, как и были раньше, и можно подумать, что неисправное устройство работает нормально. Если напряжение, используемое для питания, сократится до 200 В, мощность, которую выдает печь, сократится практически в 2 раза. Проходные ёмкости магнетрона меняются путем снятия крышки с его фильтра. Их общий провод с помощью отвёртки необходимо отделить от корпуса фильтра. Исправность конденсаторов можно проверить при помощи омметра.

Для изоляции выводов емкостей нужно залить их эпоксидным клеем. Такое устранение поломки является не самым качественным и надежным, и может быть применен такой способ лишь в том случае, если нет другого выхода. В данном случае можно поступить с ремонтом иначе. Можно снять запчасти со старой микроволновки, которая была исправна. Таким образом, неисправность бытового устройства будет устранена.

В статье были рассмотрены методы ремонта СВЧ-печи своими руками, которые имеют смысл и позволяют сэкономить затраченное на проведение ремонта время и финансовые средства.

Симптомы потенциальных проблем

Магнетрон — небольшой, но достаточно сложный и дорогой прибор, он может отказаться нагревать продукты по нескольким причинам

Из строя обычно выходит одна из частей устройства, и здесь важно корректное ее определение. Есть несколько распространенных причин для отказа микроволновки, но не со всеми неисправностями могут справиться даже в специализированных мастерских

Чаще требуется замена магнетрона, выявить такой случай — задача, подвластная хозяевам.

Признаки неисправности микроволновой печи:

1. Прекращение подогрева. Есть 2 варианта: прибор работает, однако абсолютно не греет, но иногда он функционирует, но не постоянно, а периодически.
2. Появляется искрение либо дым.
3. На внутренних стенках прибора обнаруживаются оплавленные участки.
4. СВЧ-печь во время работы издает непривычные звуки — гудит, жужжит.

Любой из этих фактов — причина, указывающая на наличие каких-либо неисправностей. В таких случаях необходима срочная диагностика и последующий ремонт. Однако некоторые ЧП исправить не удастся. К безнадежным случаям относятся такие ситуации:

• нарушение вакуума;
• обрыв/перегорание накала;
• отсутствие генерации тока, несмотря на наличие напряжения и целостности нити накаливания;
• короткое замыкание из-за пересечения анода и катода.

Как сделать колпачек магнетрона

Передо мной была поставлена задача быстро и дешево провести ремонта магнетрона и СВЧ-печки. Почитав мнения бывалых в этом деле еще разок, решил покопаться с бракованных радиоэлементах для поиска аналогичных размеров колпачка. И я такой нашел! Нашел старый вспученный электролитический . Диаметр на глаз был подходящий. Распотрошил аккуратно конденсатор. Для этого понадобились узкогубцы, с помощью которых я вытащил резиновую заглушку и обкладки конденсатора, свернутые по спирали. Далее нужно было подровнять надфилем края такого колпачка и высверлить отверстие. Примерив сверло с диаметром 3 мм к старому колпачку, нашел его подходящим для этой затеи. На малых оборотах высверлил отверстие в центре колпачка и еще раз прошелся мелким надфилем. Придав колпачку немного овальную форму, надел его туго на нужное место. В итоге должно получиться как у .

А можно просто купить .

Дальше собираем все до кучи в обратном порядке. Интересно то, что на внутренней стенке СВЧ-печки образовалась дырка как раз напротив места расположения излучателя. Нагар вокруг этой дырки был солидный.

Как мы знаем, нагар в виде мелкой угольной пыли – продукт горения какого-либо вещества (в данном случае краски) достаточно хорошо проводит электричество, так что такой нагар счищаем во всех местах наждачкой.

По хорошему, конечно нужно покрасить место отслоения краски и установить защитный пластик или слюдяную пластину. Но было принято другое решение. Друг купил наконец-то крышку для микроволновой печи без установки слюдяной пластины. Таким образом, получился дешевый и сердитый ремонт магнетрона LG СВЧ-печки Daewoo.

Как проверить магнетрон на неисправность своими руками?

При ремонте микроволновых печей

Служит магнетрон в роли одного из диодов удвоителей напряжения . Данная функция позволит сделать проверку магнетрона как диода, при условии, что штатный диод существует и исправен . Получить интересующие нас данные о работоспособности, неисправностях и проблемах с режимом питания магнетрона можно, увидев с помощью осциллографа форму напряжения на его катоде.

Для этого необходим стандартный высоковольтный делитель, рассчитанный на 30 кВ. Также такой делитель можно сделать самостоятельно из трёх резисторов сопротивлением 33МОм и одного резистора сопротивлением 30кОм, который используется для подключения входа измерительного прибора. Заземление необходимо подсоединять к корпусу печи. На экране осциллографа, при включенной микроволновке, могут наблюдаться отрицательные полупериоды с импульсами 50 Гц, амплитудой 4 кВ. Форма, размер, периодичность и амплитуда импульсов зависит от составных компонентов источника питания.

По мере возрастания накаливания и его устойчивой работы в режиме активности, можно пронаблюдать начальный вход магнетрона в режим работы. Также можно выявить, какие диоды, резисторы и конденсаторы вышли из строя. Если магнетрон неисправен , то на экране осциллографа мы можем наблюдать синусоиду амплитудой 2 кВ.

Навыки по ремонту свч-печей можно получить, проведя описанный выше метод и контрольных измерений показателей на исправной печи, которые далее можно использовать как эталонные. Включив СВЧ-устройство через лабораторный автотрансформатор и снизив напряжение на 25%-30%, можно определить рабочее состояние магнетрона. Во время проведения измерений нужно брать в учет высокое напряжение и соблюдать технику безопасности.

Определяем работоспособность высоковольтного диода

Технические характеристики высоковольтного диода такие:

• Максимальное напряжение 5 кВ;
• Ток до 700мА.

Из-за таких характеристик нельзя прозвонить диод обычным мультиметром, так как максимальный предел измерения сопротивления 2МОм. При измерении показаний такой тестер в любом случае покажет «обрыв цепи». Напряжение отпирания для высоковольтного диода заряжает высоковольтную ёмкость до амплитудного значения . По сравнению с рабочим оно имеет очень маленький показатель . Диод запирается только тогда, когда полярность напряжения поменялась, в том случае общее напряжение на обмотке и ёмкости прикладывается к магнетрону .

Применение

Предупреждающий знак «Опасно. Радиоизлучение»

В радарных устройствах волновод подсоединён к антенне, которая может представлять собой как щелевой волновод, так и конический рупорный облучатель в паре с параболическим отражателем (так называемая «тарелка»). Магнетрон управляется короткими высокоинтенсивными импульсами подаваемого напряжения, в результате чего в пространство излучается короткий импульс микроволновой энергии. Небольшая порция этой энергии отражается от объекта радиолокации обратно к антенне, попадает в волновод, которым она направляется к чувствительному приёмнику. После дальнейшей обработки сигнала он, в конце концов, появляется на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) в виде радарной карты А1.

В микроволновых печах волновод заканчивается отверстием, прозрачным для радиочастот (непосредственно в камере для готовки)

Важно, чтобы во время работы печи в ней находились продукты. Тогда микроволны поглощаются вместо того, чтобы отражаться обратно в волновод, где интенсивность стоячих волн может вызвать искрение

Искрение, продолжающееся достаточно долго, может повредить магнетрон. Если в микроволновой печи готовится небольшое количество пищи, лучше поставить в камеру ещё и стакан воды для поглощения микроволн.

Характеристики

Магнетроны могут работать на различных частотах от 0,5 до 100 ГГц, с мощностями от нескольких Вт до десятков кВт в непрерывном режиме, и от 10 Вт до 5 МВт в импульсном режиме при длительностях импульсов главным образом от долей до десятков микросекунд.

Магнетроны обладают высоким КПД (до 80 %).

Магнетроны бывают как неперестраиваемые, так и перестраиваемые в небольшом диапазоне частот (обычно менее 10 %). Для медленной перестройки частоты применяются механизмы, приводимые в движение рукой, для быстрой (до нескольких тысяч перестроек в секунду) — ротационные и вибрационные механизмы.

Магнетроны как генераторы сверхвысоких частот широко используются в современной радиолокационной технике (хотя их начинают вытеснять активные фазированные антенные решётки) и в микроволновых печах. Фактически магнетрон по состоянию на 2017 год последний тип массово производимого электровакуумного прибора (не считая рентгеновской трубки) после свёртывания производства кинескопов в начале 2010 годов.

Принцип работы

Схема работы магнетрона

Электроны эмиттируются из цилиндрического катода в пространство взаимодействия, где на них воздействует постоянное электрическое поле анод-катод, постоянное магнитное поле, вектор напряжённости которого перпендикулярен вектору напряжённости электрического постоянного поля и поле электромагнитной волны.

Если бы не было поля электромагнитной волны, электроны бы двигались в скрещённых электрическом и магнитном полях по эпициклоидам (кривая, которую описывает точка на окружности, катящейся по наружной поверхности окружности большего диаметра, в конкретном случае — по наружной поверхности катода). При достаточно сильном магнитном поле (параллельном оси магнетрона) электрон, движущийся по этой кривой, не может достичь анода (по причине действия на него со стороны этого магнитного поля силы Лоренца) и возвращается на катод, при этом говорят, что произошло магнитное запирание диода. В режиме магнитного запирания некоторая часть электронов движется по эпициклоидам в пространстве анод-катод. Под действием собственного поля электронов, а также статистических эффектов (дробовой шум) в этом электронном облаке возникают неустойчивости, которые приводят к генерации электромагнитных колебаний в резонаторных полостях анода, эти колебания усиливаются в резонаторах. Электрическое поле возникшей электромагнитной волны может замедлять или ускорять электроны. Если электрон ускоряется полем волны, то радиус его циклотронного движения увеличивается, и он отклоняется в направлении катода. При этом энергия передаётся от волны к электрону. Если же электрон тормозится полем волны, то его энергия передаётся волне, при этом циклотронный радиус электрона уменьшается, центр окружности вращения смещается ближе к аноду, и он получает возможность достигнуть анода.

Поскольку электрическое поле анод-катод совершает положительную работу только если электрон достигает анода, энергия всегда передаётся в основном от электронов к электромагнитной волне. Однако, если скорость вращения электронов вокруг катода не будет совпадать с фазовой скоростью электромагнитной волны, один и тот же электрон будет попеременно ускоряться и тормозиться волной, в результате эффективность передачи энергии электронов волне будет небольшой. Если средняя скорость вращения электрона вокруг катода совпадает с фазовой скоростью волны, электрон может находиться непрерывно в тормозящей области поля, при этом передача энергии от электрона к волне наиболее эффективна. Такие электроны группируются в сгустки (так называемые «спицы»), вращающиеся вместе с полем вокруг катода. Многократное, в течение ряда периодов, взаимодействие электронов с СВЧ-полем и фазовая синхронизация в магнетроне обеспечивают высокий коэффициент полезного действия и возможность получения больших мощностей.

Полезные рекомендации

Ниже предоставлено несколько советов, которые помогут продлить срок эксплуатации микроволновой печи и срок службы магнетрона:

В случае появления треска или искр во время работы прибора, необходимо прекратить использование печи, и выяснить основную причину. В любом случае, ремонт неисправности – это дешевле, чем покупка новой СВЧ-печи. Чаще всего виновником таких признаков является перегорание защитного колпачка магнетрона.
Регулярно следите за состоянием слюдяной накладки, которая предназначена для защиты выхода волновода в камеру. В нее часто попадает жир и крошки от пищи, что приводит к поломке. В случае неисправности колпачка, слюда может быть прогоревшей, что становится основной причиной поломки магнетрона

Поэтому важно держать накладку в чистоте, так как жир, который попал на нее, под воздействием температуры приобретает электропроводность. Это становится причиной появления искр в камере печи.
При нестабильном напряжении, лучше подключать микроволновую печь через стабилизатор

Из-за незначительных падений и колебаний, некоторые детали печи могут выходить из строя. При падении мощности ускоряется износ катода магнетрона.
Помните, что основной причиной поломки может быть не только магнетрон, но и другие детали. Поэтому для начала важно провести проверку величины напряжения в области подключения печи к электросети, а также состояние слюдяной пластины.

Магнетрон является главной составляющей частью любой микроволновой печи. И при правильном уходе за бытовым прибором, а также при своевременном обнаружении повреждений, возможно продлить срок службы данного устройства.

Причины неисправностей магнетрона

Экспертами принято выделять несколько основных причин поломки магнетрона микроволновой печи:

1. Выход из строя колпака, закреплённого на вакуумной трубке. Эту комплектующую владельцам СВЧ-печи заменить самостоятельно по силам. Найдите аналогичный колпачок на любом другом магнетроне. Места для установки этой детали имеют стандартную конфигурацию.
2. Оборвался подогреватель. Комплектующая может перегреться и выйти из строя. Происходит это вследствие нарушения правил эксплуатации техники. Например, категорически запрещено включать пустую СВЧ-печь. Чтобы проверить микроволновку на работоспособность, а именно её нить накаливания, измерьте уровень сопротивления между элементами конденсатора. Об исправности комплектующей будет свидетельствовать показатель – от 5 до 7 Ом.
3. Повреждён проходной конденсатор. Для диагностики этой поломки используйте тестер. Если он показывает бесконечное значение сопротивления контактов, тогда незамедлительно поменяйте конденсатор.

Именно вследствие этих причин магнетрон в микроволновке перестаёт работать. Теперь подробно рассмотрим, как именно проявляется данная неисправность.

Какое оборудование понадобится

Чтобы проверить магнетрон в микроволновке, потребуется специальное оборудование — мультиметр или тестер.

Мультиметр — это комбинированный электроизмерительный прибор, который определяет характеристики электрического сигнала:

• переменного напряжения;
• постоянного напряжения;
• постоянного тока;
• электрического сопротивления.

Дополнительно в некоторых мультиметрах есть функции измерения силы переменного тока, прозвонки (определение электрического сопротивления со звуковой или световой сигнализацией), тестирования диодов и транзисторов и пр.

Проверка магнетрона СВЧ-печи тестером на наличие скрытой поломки проводится в несколько этапов:

1. Микроволновку отключают от сети.
2. Снимают боковую и верхнюю панели корпуса, обеспечив тем самым доступ к блоку.
3. Проверяют нить накала. Для этого подключают щупы тестера к клеммам магнетрона для измерения сопротивления между ними. Если на мультиметре отображается значение в несколько Ом, значит, нить исправна. Если же тестер показывает бесконечность — нить перегорела.
4. Проверяют печатную плату — схему питания магнетрона, включающую резисторы, диоды, конденсаторы, варисторы. Все детали тестируют мультиметром на месте, без выпаивания с платы.
5. Определяют состояние термопредохранителя. Если он исправен, тестер покажет сопротивление, равное 0.
6. Проверяют высоковольтный конденсатор на предмет пробоя. Если он в рабочем состоянии, мультиметр покажет бесконечность, если же неисправен — значение, близкое к 0.

Желательно протестировать высоковольтный диод. Уровень внутреннего сопротивления высок, поэтому тестер с небольшим диапазоном измерения сопротивления для этого не подойдет. Для правильной оценки состояния детали потребуется мегаомметр — электроизмерительный прибор (омметр) со шкалой более 100 мОм. Однако такое устройство не всегда найдется под рукой.

Есть другой способ диагностики с использованием двухпроводной домашней электросети. Для этого:

1. Один вывод диода подключают к сетевому проводу.
2. Между вторым и другим проводником сети включают мультиметр для измерения постоянного напряжения.
3. Если диод целый, измерительный прибор покажет выпрямленное напряжение. При повреждении диода показатель останется нулевым.

Практически любую неисправность возможно устранить, заменив вышедшую из строя деталь. Лишь при разгерметизации блок не подлежит ремонту — его заменяют на новый.

Заключение

СВЧ печь – это помощник, без которого жизнь на кухне может резко измениться. Большая часть поломок вполне устранима своими руками, но если речь идет о магнетроне, то здесь даже обладая определенными знаниями в ремонте техники можно ошибиться. Я не советую заниматься починкой магнетрона самостоятельно, так как это может отнять много времени, а результат окажется не самым положительным. В данном случае легче поручить эту задачу специалистам, особенно, если техника еще находится на гарантии. Стоить помнить, что неправильные действия могут не просто испортить технику, но и привести к риску возгорания.