Инверторные микроволновые печи (часть 1)Развитие технологии быстрого домашнего приготовления пищи привело к появлению нового типа микроволновых печей — инверторных. Об их особенностях, достоинствах и недостатках и пойдет речь в этой статье.
Усилия разработчиков в направлении уменьшения массо-габаритных показателей и улучшения качества приготовления пищи привели к появлению нового класса микроволновых печей (далее — печей)— инверторных.
В первом приближении, различие между традиционными микроволновыми и инверторными печами сводится к тому, как выполнен источник питания генератора СВЧ излучения — магнетрона. Если в традиционных печах используется высоковольтный силовой трансформатор, работающий на частоте 50 Гц, то в инверторных высоковольтный трансформатор питается от инвертора (преобразователя напряжения), работающего на частоте 20…40 кГц. Это позволяет значительно уменьшить габариты и массу высоковольтного трансформатора печи, а также использовать высоковольтные конденсаторы меньших номиналов и, соответственно, габаритов.
Таким образом, если задача обеспечения необходимого для работы магнетрона высокого напряжения (около 4 кВ) в обычных печах решается путем использования только повышающего трансформатора, то в инверторных печах кроме трансформатора используется повышающей преобразователь напряжения с коммутатором на транзисторах. Это позволяет заметно уменьшить массу и габариты источника питания магнетрона, а также обеспечить более высокую стабильность выходного напряжения высоковольтного источника питания при колебаниях напряжения в питающей сети 200В/50 Гц.
Важным аспектом является также увеличение срока службы магнетрона в инверторных печах, а, стало быть, и сохранение рабочих параметров печи в течение длительного времени благодаря отсутствию частых и длительных (3…16с) отключений накального напряжения магнетрона при работе печи не на полной мощности.
Приготовление пищи в инверторной печи — это, по сути, „щадящий» режим, позволяющий очень плавно менять мощность микроволн по заданной программе. Структура продуктов при таком прогреве практически не меняется, их составные элементы не разрушаются и не сгорают, а готовка происходит исключительно равномерно. Непрерывное „мягкое» проникновение в продукт микроволновой энергии в такой печи помогает сохранить текстуру и питательные свойства продуктов. Приготовление в инверторных печах происходит значительно быстрее, чем в обычных печах, что делает их экономными в плане потребления электроэнергии.
Первоначальным разработчиком инверторных микроволновых печей является японская фирма Matsushita Electric (торговая марка Panasonic), которая является обладателем патентов на эти печи. Это обстоятельство, не в последнюю очередь, способствует поддержанию высоких цен на инверторные печи и сдерживает их широкое распространение (инверторная печь объемом 42 л предлагается по цене 12-18 тыс. руб., в то время как обычная стоит 4-6 тыс. руб).
Особенности работы магнетрона вмикроволновой печи
Вначале рассмотрим работу магнетрона в обычной микроволновой печи. Схема питания магнетрона показана на рис. 1. Магнетрон V1 включен параллельно выпрямительному диоду D1 однополупериодного выпрямителя. После заряда конденсатора С1 положительным полупериодом переменного питающего напряжения (он имеет длительность 10 мс), отрицательный полупериод питающего напряжения суммируется с напряжением на конденсаторе С1 и напряжение приложенное к диоду D1 и к магнетрону будет равно удвоенному напряжению на входе выпрямителя что приведет к началу генерации магнетроном СВЧ колебаний. Как видно, в данной схеме магнетрон питается импульсами напряжения весьма неправильной формы: с напряжением на конденсаторе (его в течении 1/4 полупериода можно условно считать постоянным) суммируется полуволна синусоиды. К тому же, после начала генерации магнетроном конденсатор начинает разряжаться и вторую четверть периода питающее напряжение представляет собой сумму полуволны синусоиды и линейно уменьшающегося напряжения до момента прекращения генерации магнетроном примерно за 2 мс до конца полупериода.
Рис. 1. Схема питания магнетрона в обычной микроволновой печи
В данной схеме магнетрон будет генерировать СВЧ колебания пачками и только в отрицательный полупериод сетевого напряжения. То есть, при частоте питающей сети 50 Гц (период 20 мс) магнетрон генерирует пачки СВЧ импульсов с длительностью менее половины периода питающей сети (менее 10мс). Это обусловлено тем, что напряжение на конденсаторе составляет 2 кВ, а стандартный магнетрон, применяющийся в микроволновой печи, начинает генерировать при напряжении между его анодом и катодом около 3,6 кВ...
Полностью статью можно прочитать в бумажной версии журнала
| 
