第二章第七节微波炉的结构和工作原理

1、第七节第七节 微波炉的结构及工作原理微波炉的结构及工作原理第二章第二章 家用电热器具的原理与维修家用电热器具的原理与维修 第七节第七节 微波炉的结构及工作原理微波炉的结构及工作原理 顾名思义，微波炉就是用微波来煮饭烧菜的。顾名思义，微波炉就是用微波来煮饭烧菜的。微波是一种电磁波。微波是一种电磁波。 微波炉是利用微波炉是利用微波的能量对食物进行加热微波的能量对食物进行加热的现的现代厨房电器。代厨房电器。传统的炉灶加热食物，都是通过加传统的炉灶加热食物，都是通过加热锅底，使热量冲食物表面传导到内部。而微波热锅底，使热量冲食物表面传导到内部。而微波加热食物是加热食物是内外同时受热内外同时受热。与传统

2、厨房电热器具与传统厨房电热器具比较，微波炉比较，微波炉加热迅速、卫生耐用加热迅速、卫生耐用等优点。等优点。 近几年来，随着人民生活水平的不断提高以及近几年来，随着人民生活水平的不断提高以及生活节奏的加快，微波炉越来越受到人们的欢迎，生活节奏的加快，微波炉越来越受到人们的欢迎，正在迅速地进入普通家庭。正在迅速地进入普通家庭。微波炉微波炉： 微波炉的发展史微波炉的发展史： 在第二次世界大战期间（在第二次世界大战期间（1945年），美国的雷达工程年），美国的雷达工程师师斯潘瑟斯潘瑟在做雷达实验时偶然发现口袋里的巧克力块融化在做雷达实验时偶然发现口袋里的巧克力块融化发粘，他怀疑是自己的体温引起的，后来

3、在连续多次的试发粘，他怀疑是自己的体温引起的，后来在连续多次的试验中才发现了微波的热效应。验中才发现了微波的热效应。 利用这种热效应，利用这种热效应，1945年美国发布了利用微波的第年美国发布了利用微波的第1个专利，个专利，1947年美国的雷声公司研制成世界上第年美国的雷声公司研制成世界上第1个微波个微波炉炉雷达炉，在雷达炉，在40年代微波炉大多用于工商业。经过人们年代微波炉大多用于工商业。经过人们不断改进，不断改进，1955年家用微波炉才在西欧诞生，年家用微波炉才在西欧诞生，60年代开年代开始进入家庭，始进入家庭，70年代，由于辐射安全性、操作方便性即多年代，由于辐射安全性、操作方便性即多功

4、能等问题的解决，使得微波炉造价的不断下降，它才进功能等问题的解决，使得微波炉造价的不断下降，它才进一步得到推广使用，并形成了一个重要的家庭产业，同时一步得到推广使用，并形成了一个重要的家庭产业，同时在品种和技术上不断提高。进入在品种和技术上不断提高。进入80年代、年代、90年代，控制年代，控制技术、传感技术不断得到应用使得微波炉得以广泛的普及。技术、传感技术不断得到应用使得微波炉得以广泛的普及。第七节第七节 微波炉的结构及工作原理微波炉的结构及工作原理 第七节第七节 微波炉的结构及工作原理微波炉的结构及工作原理 1、按照使用的工作频率分：、按照使用的工作频率分： 915MHZ:工商业部门烘烤、

5、干燥和消毒工商业部门烘烤、干燥和消毒 2450MHZ:家用家用 2、按结构不同：、按结构不同： 柜式微波炉：容量大，输出功率柜式微波炉：容量大，输出功率1000w以上以上 台式微波炉：容量小，输出功率台式微波炉：容量小，输出功率1000w以下以下 3、按控制方式不同：、按控制方式不同： 机电控制型：计时装置机电控制型：计时装置 功率调节装置功率调节装置 由电动机和由电动机和 机械部件组合成控制系统机械部件组合成控制系统 电脑控制型：由单片微电脑作为控制系统电脑控制型：由单片微电脑作为控制系统 除开门按除开门按 钮为机械式按钮外钮为机械式按钮外 其他键均为电子式轻触键其他键均为电子式轻触键一、一

6、、微波炉微波炉的种类及特点：的种类及特点： 一）、种类：一）、种类： 第七节第七节 微波炉的结构及工作原理微波炉的结构及工作原理 1、加热速度快，加热均匀、加热速度快，加热均匀 2、节能、节能 3、极大的保留食物原有的营养成分、极大的保留食物原有的营养成分 4、改善厨房条件，使用方便，清洁卫生、改善厨房条件，使用方便，清洁卫生主要缺点：主要缺点： 不能煎、炒不能煎、炒 不能加热大而厚的食物不能加热大而厚的食物 价格较高价格较高一、一、微波炉微波炉的种类及特点：的种类及特点： 二）、特点：二）、特点：一）机电控制型微波炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 二、二、微波炉微波炉的

7、结构及工作原理的结构及工作原理1、机电控制型微波炉的结构、机电控制型微波炉的结构 机电控制型机电控制型微微波炉波炉主要由：主要由： 磁控管磁控管，波导波导管，炉腔，炉门，管，炉腔，炉门，旋转工作台，波形旋转工作台，波形搅拌器和电器控制搅拌器和电器控制系统等部分组成。系统等部分组成。一）机电控制型微波炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 二、二、微波炉微波炉的结构及工作原理的结构及工作原理1、机电控制型微波炉的结构、机电控制型微波炉的结构 机电控制型机电控制型微微波炉波炉主要由：主要由： 磁控管磁控管，波导波导管，炉腔，炉门，管，炉腔，炉门，旋转工作台，波形旋转工作台，波形搅拌

8、器和电器控制搅拌器和电器控制系统等部分组成。系统等部分组成。微波炉内部结构微波炉内部结构 l 门安全联锁联锁开关、 2 门（金属网） 、3 通风口 、4 护灯、 5 一显示窗 、6 控制面板 、7 开门按钮、（ 8 玻璃转盘）一）机电控制型微波炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 1、机电控制型微波炉的结构、机电控制型微波炉的结构 1）、）、 磁控管磁控管 是一种真空电子器件，有脉冲型和连续波型两种。是一种真空电子器件，有脉冲型和连续波型两种。 脉冲型主要应用于雷达发射机。脉冲型主要应用于雷达发射机。 连续波型磁控管是微波炉的心脏。微波能就是由它产连续波型磁控管是微波炉的心脏

9、。微波能就是由它产生并发射出来的。生并发射出来的。 对连续波型磁控管的频率稳定性要求不高，但效率要对连续波型磁控管的频率稳定性要求不高，但效率要求却较高，并且要求过载能力强。求却较高，并且要求过载能力强。一）机电控制型微波炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 1、机电控制型微波炉的结构、机电控制型微波炉的结构 1）、）、 磁控管磁控管由阴极和灯丝、由阴极和灯丝、阳极、微波能量阳极、微波能量输出器及永久磁输出器及永久磁铁四部分组成铁四部分组成一）机电控制型微波炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 1、机电控制型微波炉的结构、机电控制型微波炉的结构 1）、）、

10、磁控管磁控管由阴极和灯丝、由阴极和灯丝、阳极、微波能量阳极、微波能量输出器及永久磁输出器及永久磁铁四部分组成铁四部分组成 磁控管结构示意图磁控管结构示意图1 一阴极、一阴极、 2 空腔、空腔、 3 散热片、散热片、 4电极引出极电极引出极5 一磁铁、一磁铁、 6 微波能量输出器、微波能量输出器、7阳极块阳极块1）、）、 磁控管磁控管 阳极阳极： 阳极是磁控管的主要组成之一，它与阴极一阳极是磁控管的主要组成之一，它与阴极一起构成电子与高频电磁场相互作用的空间。在恒定磁场和起构成电子与高频电磁场相互作用的空间。在恒定磁场和恒定电场的作用下，电子在此空间内完成能量转换的任务。恒定电场的作用下，电子在

11、此空间内完成能量转换的任务。 磁控管的阳极除与普通的二极管的阳极一样收集电子磁控管的阳极除与普通的二极管的阳极一样收集电子外，还对高频电磁场的振荡频率起着决定性的作用。外，还对高频电磁场的振荡频率起着决定性的作用。 阴极及其引线阴极及其引线： 磁控管的阴极即电子的发射体磁控管的阴极即电子的发射体,又是相互作用空间的又是相互作用空间的一个组成部分。阴极的性能对管子的工作特性和寿命影响一个组成部分。阴极的性能对管子的工作特性和寿命影响极大，被视为整个管子的心脏。极大，被视为整个管子的心脏。1）、）、 磁控管磁控管 微波能量输出器（天线）微波能量输出器（天线）： 能量输出器是把相互作用空间中所产生的

12、微波能输送能量输出器是把相互作用空间中所产生的微波能输送到负载去的装置。到负载去的装置。 能量输出装置的作用是无损耗，无击穿地通过微波。能量输出装置的作用是无损耗，无击穿地通过微波。保证管子的真空密封，同时还要做到便于与外部系统相连保证管子的真空密封，同时还要做到便于与外部系统相连接。接。 小功率连续波磁控管大多采用小功率连续波磁控管大多采用同轴输出同轴输出在阳极谐振腔在阳极谐振腔高频磁场最强的地方，放置一个耦合环，当穿过环面的磁高频磁场最强的地方，放置一个耦合环，当穿过环面的磁通量变化时，将在环上产生通量变化时，将在环上产生高频感应电流高频感应电流，从而将高频功，从而将高频功率引到环外。耦合

13、环面积越大耦合越强。率引到环外。耦合环面积越大耦合越强。1）、）、 磁控管磁控管 磁路系统：磁路系统： 磁控管正常工作时要求有很强的恒定磁场，其磁场感磁控管正常工作时要求有很强的恒定磁场，其磁场感应强度一般为数千高斯。应强度一般为数千高斯。 工作频率越高，所加磁场越强。工作频率越高，所加磁场越强。 磁控管的磁路系统就是产生恒定磁场的装置。磁路系磁控管的磁路系统就是产生恒定磁场的装置。磁路系统分永磁和电磁两大类。统分永磁和电磁两大类。 永磁系统一般用于小功率管，磁钢与管芯牢固合为一永磁系统一般用于小功率管，磁钢与管芯牢固合为一体构成所谓包装式。大功率管多用电磁铁产生磁场，管芯体构成所谓包装式。大

14、功率管多用电磁铁产生磁场，管芯和电磁铁配合使用，管芯内有上、下极靴，以固定磁隙的和电磁铁配合使用，管芯内有上、下极靴，以固定磁隙的距离。磁控管工作时，可以很方便的靠改变磁场强度的大距离。磁控管工作时，可以很方便的靠改变磁场强度的大小，来调整输出功率和工作频率。另外，还可以将阳极电小，来调整输出功率和工作频率。另外，还可以将阳极电流馈入电磁线包以提高管子工作的稳定性。流馈入电磁线包以提高管子工作的稳定性。一）机电控制型微波炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 1、机电控制型微波炉的结构、机电控制型微波炉的结构 2）、）、 波导管波导管 磁控管产生的微波能量是通过波导管传输到炉腔

15、的，磁控管产生的微波能量是通过波导管传输到炉腔的，微波炉采用较多的是矩形波导管。波导管的一端与磁控管微波炉采用较多的是矩形波导管。波导管的一端与磁控管天线相接，另一端与炉腔相通。天线相接，另一端与炉腔相通。一）机电控制型微波炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 1、机电控制型微波炉的结构、机电控制型微波炉的结构 3）、）、 炉腔炉腔 微波炉的炉腔又称为谐振腔，它是微波炉对食物进行微波炉的炉腔又称为谐振腔，它是微波炉对食物进行加热烹饪的地方。一般要求它对微波能量具有良好的密封加热烹饪的地方。一般要求它对微波能量具有良好的密封防泄露性能、微波能量在炉腔内分布要均匀以及要与磁控防泄

16、露性能、微波能量在炉腔内分布要均匀以及要与磁控管匹配良好。管匹配良好。 另外，一般都在炉腔的底部安装有转盘、在炉腔的顶另外，一般都在炉腔的底部安装有转盘、在炉腔的顶部安装有搅拌器，以利于更加均匀加热食物。部安装有搅拌器，以利于更加均匀加热食物。 当微波由波导传入炉腔时，若二者的谐振频率相同，当微波由波导传入炉腔时，若二者的谐振频率相同，就会在炉腔内产生共振现象。微波能量在炉腔内空间连续就会在炉腔内产生共振现象。微波能量在炉腔内空间连续反射，对食物进行加热烹饪。反射，对食物进行加热烹饪。1、机电控制型微波炉的结构、机电控制型微波炉的结构 4）、）、 炉门炉门 炉门是食品的进出口，也是微波炉炉腔的

17、重要组成部炉门是食品的进出口，也是微波炉炉腔的重要组成部分。对它要求从门外可以观察到炉腔内食品加热的情况，分。对它要求从门外可以观察到炉腔内食品加热的情况，又不能让微波泄漏出来。又不能让微波泄漏出来。 炉门由金属框架和玻璃观察窗组成。观察窗的玻璃夹炉门由金属框架和玻璃观察窗组成。观察窗的玻璃夹层中有一层金属微孔网，既可透过它看到食品，又可防止层中有一层金属微孔网，既可透过它看到食品，又可防止微波泄漏。由于玻璃夹层中的金属网的网孔大小是经过精微波泄漏。由于玻璃夹层中的金属网的网孔大小是经过精密计算的，所以完全可以阻挡微波的穿透。密计算的，所以完全可以阻挡微波的穿透。 为了防止微波的泄漏，微波炉的

18、开关系统由多重安全为了防止微波的泄漏，微波炉的开关系统由多重安全联锁微动开关联锁微动开关装置组成。炉门没有关好，就不能使微波炉装置组成。炉门没有关好，就不能使微波炉工作，微波炉不工作，也就谈不上有微波泄漏的问题了。工作，微波炉不工作，也就谈不上有微波泄漏的问题了。 一）机电控制型微波炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 1、机电控制型微波炉的结构、机电控制型微波炉的结构 5）、）、 微波搅拌器微波搅拌器 电场模式搅拌器。由专用小电动机带动导电性能好电场模式搅拌器。由专用小电动机带动导电性能好的金属叶片，安装在波导的输出口处，以每分钟几十转的的金属叶片，安装在波导的输出口处，以

19、每分钟几十转的低速旋转，不断被改变微波的反射角度，将微波反射到炉低速旋转，不断被改变微波的反射角度，将微波反射到炉腔内各个点上。腔内各个点上。 也可依靠承托食物的转盘旋转改变微波场的分布，而也可依靠承托食物的转盘旋转改变微波场的分布，而不设搅拌器。不设搅拌器。一）机电控制型微波炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 1、机电控制型微波炉的结构、机电控制型微波炉的结构 6）、电气控制系统）、电气控制系统 供电电源供电电源：由电源变压器及倍压整流器件等构成：由电源变压器及倍压整流器件等构成 磁控管工作时需要很高的脉动直流阳极电压和约磁控管工作时需要很高的脉动直流阳极电压和约34V的

20、阴极电压。的阴极电压。 由高压变压器及高压电容器、高压二极由高压变压器及高压电容器、高压二极管构成的倍压整流电路为磁控管提供了满足上述要求的工管构成的倍压整流电路为磁控管提供了满足上述要求的工作电压。作电压。 高压变压器初级绕组之前至微波炉电源入口之间的电高压变压器初级绕组之前至微波炉电源入口之间的电路为路为低压电路低压电路（也包括了控制电路），主要包括保险管、（也包括了控制电路），主要包括保险管、热断路器保护开关、联锁微动开关、照明灯、定时器及功热断路器保护开关、联锁微动开关、照明灯、定时器及功率分配器开关、转盘电机、风扇电机等。率分配器开关、转盘电机、风扇电机等。 一）机电控制型微波炉的结

21、构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 1、机电控制型微波炉的结构、机电控制型微波炉的结构 6）、电气控制系统）、电气控制系统 机械定时器机械定时器 ： 普通微波炉采用电动式定时器，由微普通微波炉采用电动式定时器，由微型永磁同步电动机驱动，其开关与功率控制开关组合在一型永磁同步电动机驱动，其开关与功率控制开关组合在一起。当设定时间到，切断微波炉工作电源。高档微波炉采起。当设定时间到，切断微波炉工作电源。高档微波炉采用电子数显式定时器。用电子数显式定时器。 功率控制器功率控制器：用来调节磁控管的平均工作时间（即磁：用来调节磁控管的平均工作时间（即磁控管断续工作时，控管断续工作时，“工作

22、工作”、“停止停止”时间的比例），从时间的比例），从而达到调节微波炉平均输出功率的目的。机械控制式一般而达到调节微波炉平均输出功率的目的。机械控制式一般有有36个刻度档位，而电脑控制式微波炉可有个刻度档位，而电脑控制式微波炉可有10个调整个调整档位。档位。 一）机电控制型微波炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 1、机电控制型微波炉的、机电控制型微波炉的结构结构 6）、电气控制系统）、电气控制系统 风扇电动机风扇电动机 ：单相罩极式：单相罩极式 给磁控管和变压器散热给磁控管和变压器散热 转盘电动机转盘电动机：微型永磁式同步电动机：微型永磁式同步电动机 过热保护器过热保护器：是

23、用来监控磁控管或炉腔工作温度的组：是用来监控磁控管或炉腔工作温度的组件。当工作温度超过某一限值时，热断路器会立即切断电件。当工作温度超过某一限值时，热断路器会立即切断电源，使微波炉停止工作。源，使微波炉停止工作。 炉门连锁开关炉门连锁开关：。联锁微动开关是微波炉的一组重要：。联锁微动开关是微波炉的一组重要安全装置。它有多重联锁作用，均通过炉门的开门按键或安全装置。它有多重联锁作用，均通过炉门的开门按键或炉门把手上的开门按键加以控制。当炉门未关闭好或炉门炉门把手上的开门按键加以控制。当炉门未关闭好或炉门打开时，断开电路，使微波炉停止工作。打开时，断开电路，使微波炉停止工作。 。联锁微动开关是微波

24、炉的一组重要安全装置。它有多重联锁作用，均通过炉门的开门按键或炉门把手上的开门按键加以控制。当炉门未关闭好或炉门打开时，断开电路，使微波炉停止工作。 一）机电控制型微波炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 2、机电控制型微波炉的工作原理、机电控制型微波炉的工作原理 1）、微波的特性）、微波的特性 微波是微波是波长在波长在1m-1mm,频率在频率在300MHZ-300GHZ范围内的电磁波。范围内的电磁波。它的波长很短，具有可见光的性质，沿它的波长很短，具有可见光的性质，沿直线传播。由于微波的频率较高，它的传输需要用高导电直线传播。由于微波的频率较高，它的传输需要用高导电率的波导

25、管来传输。率的波导管来传输。 微波的频段虽然很宽，但是真正用于微波加热的频段微波的频段虽然很宽，但是真正用于微波加热的频段却很窄，主要原因是避免所以使用较多的频率，防止对微却很窄，主要原因是避免所以使用较多的频率，防止对微波通讯造成干扰。国际上，家用微波炉有波通讯造成干扰。国际上，家用微波炉有MHz和和MHz两个频率，两个频率，MHz用于家庭烹调炊具，用于家庭烹调炊具，MHz用于干燥、消毒。用于干燥、消毒。 。联锁微动开关是微波炉的一组重要安全装置。它有多重联锁作用，均通过炉门的开门按键或炉门把手上的开门按键加以控制。当炉门未关闭好或炉门打开时，断开电路，使微波炉停止工作。 一）机电控制型微波

26、炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 2、机电控制型微波炉的工作原理、机电控制型微波炉的工作原理 1）、微波的特性）、微波的特性 反射性：反射性： 穿透性：穿透性： 吸收性：吸收性： 一）机电控制型微波炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 2、机电控制型微波炉的工作原理、机电控制型微波炉的工作原理 1）、微波的特性）、微波的特性 反射性：反射性： 微波遇到微波遇到金属物质金属物质 时，如同光束投向镜子一样，可时，如同光束投向镜子一样，可被反射到另一方向去。正因为金属能反射微波，因此在使被反射到另一方向去。正因为金属能反射微波，因此在使用微波炉时，不能用用微波

27、炉时，不能用金属器皿金属器皿盛装食物盛装食物. 一）机电控制型微波炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 2、机电控制型微波炉的工作原理、机电控制型微波炉的工作原理 1）、微波的特性）、微波的特性 穿透性穿透性: 微波遇到微波遇到玻璃、陶瓷、耐热塑料玻璃、陶瓷、耐热塑料等非金属材料时，如等非金属材料时，如同同光线通过玻璃一样光线通过玻璃一样可以透过去而几乎不被吸可以透过去而几乎不被吸 收。用这收。用这些材料做容器在微波炉中加热时，微波可将容器内的食物些材料做容器在微波炉中加热时，微波可将容器内的食物加热，而容器本身几乎不吸收微波，所以容器不会发热。加热，而容器本身几乎不吸收微波

28、，所以容器不会发热。 一）机电控制型微波炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 2、机电控制型微波炉的工作原理、机电控制型微波炉的工作原理 1）、微波的特性）、微波的特性 吸收性：吸收性： 微波极易被含有微波极易被含有极性分子极性分子（正负电荷中心不重合而形（正负电荷中心不重合而形成成偶极偶极的物质，例如的物质，例如水分子水分子）吸收而转变成热能。这是因）吸收而转变成热能。这是因为微波遇到极性分子为微波遇到极性分子 时会引起分子的时会引起分子的剧烈振荡剧烈振荡而使分子而使分子间间摩擦摩擦产生热产生热 量。微波被吸收并将微波能转换为热能的量。微波被吸收并将微波能转换为热能的特性也

29、称为微波的特性也称为微波的致热性致热性。微波加热原理 理论研究表明微波加热来自于两个方面：理论研究表明微波加热来自于两个方面： 一一 食品对微波的吸收使微波能转化为热能。食品对微波的吸收使微波能转化为热能。 二二 微波使食品内部的极性水分子发生剧烈运动微波使食品内部的极性水分子发生剧烈运动 摩擦而产生热。摩擦而产生热。 工作原理分析如下：工作原理分析如下：1 在微波作用下产生在微波作用下产生空间电磁场。空间电磁场。2 食品中的极性水分食品中的极性水分子在空间电场作用下子在空间电场作用下发生震动发生震动3 水分子之间相互摩水分子之间相互摩擦从而产生摩擦热，擦从而产生摩擦热，使水温升高使水温升高 两点注意事项：两点注意事项： 禁用金属器皿盛禁用金属器皿盛放加热的食品放加热的食品 鸡蛋，带密封的鸡蛋，带密封的食品不能在微波炉内食品不能在微波炉内直接加热否则会引起直接加热否则会引起爆炸。爆炸。一）机电控制型微波炉的结构及一）机电控制型微波炉的结构及工作原理工作原理 2、机电控制型微波炉的工作原理、机电控制型微波炉的工作原理 2）、）、机电控制型微波炉的典型电路机电控制型微波炉的典型电路工作原理工作原理 高压变压器高压变压器 变压器的文字符号是变压器的文字符号是 T ，高压变压器的作用是给磁，高压变压器的作用是给磁控管提供工作电压。控管提供工作电压。 高压变压器初级通市电高压变压器初级