Свч-нагревательное устройство

 

Относится к области использования СВЧ энергии для нагрева. СВЧ нагревательное устройство содержит источник переменного напряжения 1, выключатель 2, трансформатор 4, содержащий первичную обмотку 3, дополнительную обмотку 5 и вторичную обмотку 7, магнетрон 6, конденсатор 8, диод 9, "N" нагревательных элементов 10, установленных в камере нагрева 13, "N+1" переключателей 11, таймер 12, причем второй выход источника переменного напряжения 1 подключен к второму выводу первичной обмотки трансформатора 4, первый вывод источника переменного напряжения 1 подключен к первому выводу выключателя 2, второй вывод которого подключен к первому выводу первичной обмотки 3 трансформатора 4, дополнительная обмотка 5 трансформатора 4 шунтирует нить накала магнетрона, первый вывод вторичной обмотки 7 трансформатора 4 через конденсатор 8 подключен к аноду 9 и катоду магнетрона 6, вывод энергии которого подключен к камере нагрева 13, второй вывод вторичной обмотки трансформатора соединен с первым выводом первого из "N" последовательно соединенных нагревательных элементов 10 и вторым выводом первого переключателя, а первый вывод каждого из "N-1" последующих нагревательных элементов 10 подключен к второму выводу соответствующего переключателя 11, второй вывод "N"-го нагревательного элемента соединен с общей точкой схемы и вторым выводом "N+1" переключателя, первый вывод каждого из "N+1" переключателей подключен к соответствующему выходу таймера 12, третьи выводы переключателей 11 объединены и подключены к катоду диода 9. 1 ил.

Относится к области использования СВЧ энергии для нагрева и может быть применено в СВЧ печах.

Известно устройство для СВЧ нагрева, которое содержит следующие основные элементы: источник переменного напряжения, трансформатор, диод, конденсатор, камеру нагрева.

Наиболее близким по технической сущности и функциональному назначению является устройство /1/.

Недостатками указанных устройств являются отсутствие автоматической регулировки как мощности, потребляемой от источника переменного напряжения, так и мощности в нагревательной камере.

Задачей, решаемой данным устройством, является обеспечение автоматической регулировки по требуемому закону регулирования как мощности потребления от источника переменного напряжения, так и выходных мощностей: мощности СВЧ с выхода магнетрона и мощности инфракрасного излучения с нагревательных элементов, установленных в камере нагрева.

На чертеже представлена принципиальная схема СВЧ нагревательного устройства.

СВЧ нагревательное устройство содержит источник переменного напряжения 1, выключатель 2, трансформатор 4, содержащий первичную обмотку 3, дополнительную обмотку 5 и вторичную обмотку 7, магнетрон 6, конденсатор 8, диод 9, "N" нагревательных элементов 10, "N+1" переключателей 11, таймер 12, камеру нагрева СВЧ 13.

Второй вывод источника переменного напряжения 1 подключен ко второму выводу первичной обмотки 3 трансформатора 4, первый вывод источника переменного напряжения 1 подключен к первому выводу выключателя 2, второй вывод которого подключен к первому выводу первичной обмотки 3 трансформатора 4; дополнительная обмотка 5 трансформатора 4 шунтирует нить накала магнетрона 6; первый вывод вторичной обмотки 7 трансформатора 4 через конденсатор 8 подключен к аноду диода 9 и катоду магнетрона 6, вывод энергии которого подключен к камере нагрева СВЧ 13, второй вывод вторичной обмотки 7 трансформатора 4 соединен с первым выводом первого из последовательно соединенных нагревательных элементов 10 и вторым выводом первого переключателя, а первый вывод каждого из "N-1" последующих нагревательных элементов 10 подключен к второму выводу соответствующего переключателя 11, второй вывод "N"-го нагревательного элемента соединен с общей точкой схемы и вторым выводом "N+1" переключателя, первый вывод каждого из "N+1" переключателей подключен к соответствующему выходу таймера 12, третьи выводы переключателей 11 объединены и подключены к катоду диода 9, при этом выход энергии СВЧ магнетрона 6 и нагревательные элементы 10 введены внутрь камеры нагрева СВЧ 13.

СВЧ нагревательное устройство работает следующим образом.

В статическом состоянии источник питания не нагружен, падение напряжения на обмотках 3, 5, 7, трансформатора 4 близко к нулю. При замыкании выключателя 2 напряжение прикладывается к первичной обмотке 3 и передается на дополнительную 5 и вторичную 7 обмотки трансформатора 4. При этом напряжение с дополнительной обмотки 5 обеспечивает готовность магнетрона 6 к работе. Вторичная обмотка 7, конденсатор 8 и диод 9 образуют удвоитель напряжения, обеспечивающий модуляцию магнетрона 6, при этом зарядный ток и разрядный ток конденсатора 8 проходит через нагревательные элементы 10, расположенные внутри камеры нагрева СВЧ 13. Таким образом, в камере происходит нагрев за счет инфракрасного излучения элементов нагрева, возникающего при протекании тока через нагревательные элементы 10. При положительной полуволне напряжения на вторичной обмотке 7 трансформатора 4 нагрев осуществляется нагревательными элементами 10, а при отрицательной полуволне обеспечивается как нагревательными элементами 10, так и энергией СВЧ, приходящей с выхода магнетрона 6 внутрь камеры нагрева СВЧ 13. Путем соответствующего переключения таймера 12 соответствующим переключателем 11 числа нагревательных элементов 10 можно изменять выходные мощности снимаемые как с выхода магнетрона 6, так и с нагревательных элементов 10.

Формула изобретения

СВЧ-нагревательное устройство, содержащее источник переменного напряжения, трансформатор, конденсатор, диод, магнетрон и камеру нагрева СВЧ, при этом второй вывод источника переменного напряжения подключен к второму выводу первичной обмотки трансформатора, дополнительная обмотка трансформатора шунтирует нить накала магнетрона, первый вывод вторичной обмотки трансформатора через конденсатор подключен к аноду диода и катоду магнетрона, вывод энергии СВЧ-магнетрона подключен к камере нагрева СВЧ, отличающееся тем, что дополнительно введены выключатель, N нагревательных элементов, установленных в камере нагрева СВЧ, N + 1 переключателей, таймер, при этом первый вывод выключателя подключен к первому выводу источника переменного напряжения, второй вывод которого подключен к первому выводу первичной обмотки трансформатора, второй вывод вторичной обмотки трансформатора соединен с первым выводом первого из N последовательно соединенных нагревательных элементов и вторым выводом первого переключателя, а первый вывод каждого из N 1 последующих нагревательных элементов подключен к второму выводу соответствующего из N переключателей, второй вывод N-го нагревательного элемента соединен с общей точкой схемы и вторым выводом (N + 1)-го переключателя, первый вывод каждого из N + 1 переключателя подключен к соответствующим выходам таймера, третьи выводы переключателей объединены и подключены к катоду диода.

РИСУНКИ

Рисунок 1