Capitolul 1

Capitolul 1 1.1 Instalaţia de procesare termică. Cuptorul cu microunde Începuturile cuptorului cu microunde işi are bazele incă din anul 1930 când este pus la punct magnetronul. Aceste magnetroane aveau rolul pe atunci de a emite pulsaţii pentru a slăbi eficacitatea radarelor. Un brevet a fost depus in anul 1949 insă abia in anul 1953 a fost vândut primul cuptor deoarece magnetronul fiind o piesă grea pe vremea aceea si necesitând un circuit enorm de răcire, astfel cuptorul cu microunde nu a avut succes in vânzări, majoritatea vânzărilor fiind făcute către restaurante. Abia in anii ’70 inginerul Keishi Ogura va reduce dimensiunile cuptorului cu microunde făcându-l un bun practic si accesibil pentru toată lumea. » Construcţia generală a unui cuptor cu microunde Cuptorul cu microunde este construit din : •

şasiu metalic prevăzut cu a nişă în care se introduc alimentele

•

uşa prin care se introduc alimentele

•

carcasa exterioară.

•

cârlig de inchidere. O dată ce uşa este inchisă ea se incuie automat. Daca uşa este deschisă si cuptorul este in funcţiune, cuptorul se opreşte automat.

•

cavitatea cuptorului

•

garnitura uşii-cu rol de a menţine energia de micronde in interiorul cavităţii impiedicând orice scurgere

•

platoul care este realizat din sticlă specială rezistentă la caldură

•

buton pentru selectarea puterii microundelor

•

buton de minuterie ; permite alegerea timpului de coacere pentru toate funcţiunile

•

buton de deschidere a uşii ; o dată apăsat acest buton, microcontactul taie curentul de alimentare inainte ca uşa să se deschidă. 1

Cuptorul cu microunde este compus dintr-o incintă metalică din tablă pararelipipedică laminată, vopsită cu o vopsea polimerică, care constituie domeniul de plasare al alimentelor, prevăzută cu orificii de aerisire laterale pentru evacuarea surplusului de vapori creaţi in timpul procedeului. Incinta este prevazută cu o uşă în ramă metalică si cu un ecran perforat din materiale sintetice ce permit vizualizarea in interiorul incintei. Ecranul are orificii cu diametrul de două ori mai mic decat λ/20, si permite ieşirea undelor in exterior, fapt ce ar deveni periculos pentru personal. În partea laterală dreaptă, cuptorul are prevăzut un volum necesar montării celorlalte componente electrice si elecronice, iar comenzile sunt ieşite pe un panou frontal vertical, in partea dreaptă a cuptorului. În partea superioară incinta este prevăzută cu un reflector de unde, in formă de trunchi de con care preia undele de la ghidul de undă si le reflectă asupra materialului de incălzit. În centrul reflectorului se află o elice cu palete din aluminiu, care se roteşte pe un ax cu o viteză aproximativ de o rotaţie pe secundă. Rolul acestei elice zisă si amestecător, este acela de a amesteca undele, fără de care repartiţia lor ar fi neomogenă in incinta cuptorului. Elicea este antrenată in rotaţia ei de către energia cinetica si potenţială a undelor. Pentru protecţia mecanică impotriva improşcării cu materiale procesabile, survenite in urma microexploziilor in dielectrice datorate supraîncălzirii, se prevede un separator între partea superioară a incintei şi reflectorul-amestecător, confecţionat din mică presată dar transparent la microunde. Întregul aparat, cu excepţia panoului frontal este protejat de o carcasă metalică demontabilă din tablă metalică laminată, vopsită si asamblată prin sudură in puncte si şuruburi. Carcasa este prevăzută cu aripioare de ventilaţie in pantă negativă. În fig.1 este prezentată structura cuptorului cu microunde. 1.2 Schema electrică. Funcţionare.

2

În fig.2 este prezentată schema electrică a cuptorului cu microunde folosită pentru determinarea valorilor. Fazele funcţionării cuptorului cu microunde: Faza I: La introducerea aparatului la reţeaua de 220 V c.a., se alimentează modul microprocesor şi se stabileşte următorul circuit: siguranţa fuzibilă SF1, bobina L1, borna c a modulului microprocesor, borna e, bobina L2 si R (primarul transformatorului nu este alimentat). În acest caz, primarul transformatorului nu este alimentat, dar un ceas digital ne poate arăta ora exactă, in plus, se poate executa programarea procesului de incălzire in durata (0 - 30 minute) şi în putere (10% - 100%); butoanele fiind accesibile de pe panoul frontal de comandă. Faza a-II-a: Se inchide comutatorul de pornire I; circuitul curentului are următorul traseu: siguranţa fuzibilă SF1, bobina L1, comutatorul I; de aici curentul se ramifică odată la borna d a microprocesorul si o dată prin borna b, din circuitul de alimentare a releului. Prin faza R a reţelei, străbătând L2, tensiunea ajunge o dată la borna e a modulului microprocesorului alimentând triacul prin rezistenţa de 20Ω; intre bornele e si f avem tensiune, adică triacul este alimentat dar este deschis. Din circuitul de comandă trimitem impulsuri pe poarta triacului. Triacul conduce şi aduce tensiune la borna h, a circuitului releului. Bobina releului este alimentată cu o tensiune de 27 V rezultată în urma redresării, stabilizării si filtrării. Releul inchide contactele sale KR, prin K1 , T si K2. Primarul transformatorului este alimentat la capacitate maximă. Alimentarea transformatorului in durată depinde de puterea reglată după panoul frontal de comandă program. Luăm spre exemplificare in mod arbitrar, programul 1 (dezgheţare) care are ca timpi de alimentare a primarului transformatorului 5 secunde, urmat de o perioadă de 25 secunde în care transformatorul nu este alimentat. La expirarea celor 5 secunde, triacul se relaxează, curentul prin el tinde către 0, nemaiavând tensiuni pe borna h, tensiunea pe bobina releului tinde către 0, contactele KR se deschid. Dupa trecerea a 25 de secunde, circuitul de comandă a triacului, dă comanda triacului de inchidere si din nou primarul transformatorului este alimentat, prin intermediul releului RL, dupa care ciclul se repetă. La terminarea procesului final de incălzire, circuitul de comandă incetează să mai furnizeze impulsuri triacului, deschizându-1. Microprocesorul semnalează semnal acustic.

3

finalul printr-un

Pentru deschiderea uşii cuptorului, apăsăm butonul "open", care printr-un sistem mecanic deschide contactele K1, K2, I dar închide contactul Kv. Contactele Kv au un rol deosebit de important in asigurarea protecţiei personalului contra iradierii cu microunde de o asemenea putere, in speţă ele pun in scurtcircuit tensiunile remanente din circuitele de aprindere a triacului, tensiunile din condensatoarele din circuitul releului, a tensiunilor electromotoare din circuitul ventilatorului cât si a autoinducţiei transformatorului de alimentare a magnetronului, in situatia nedorită in care contactele K1, K2 rămân sudate, iar triacul este scurtcircuitat.

4