МИКРОВОЛНОВЫЙ ГЕНЕРАТОР
MICROWAVE GENERATOR

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике генерирования сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний, и может найти применение для этих целей в любой области промышленности, в том числе пищевой, перерабатывающей, ветеринарно-санитарной и других, а также в производстве сельскохозяйственной продукции.
Известно «Устройство для генерации микроволновых колебаний», характеризующееся тем, что оно содержит микроволновый генератор, к выходу которого подключен стабилизирующий резонатор, а к входу - индуктивный дроссер с ферромагнитным сердечником, который, в свою очередь, соединен с импульсным источником питания.
Патент РФ на пол. модель №88877, МПК: Н03В 1/02, д. публ. 2009.11.20.
Известен «Микроволновый генератор», содержащий подогреватель катода, выполненный с возможностью создания высокотемпературного нагрева при подаче на него через пару катодных держателей электроэнергии, анод, окружающий подогреватель катода, с рабочим объемом, образованным между ними, и выполненный с возможностью генерации сверхвысокочастотных колебаний, и антенну для вывода сверхвысокочастотных колебаний, генерируемых в аноде, наружу из генератора, при этом анод включает верхний резонансный диск, снабженный несколькими направляющими элементами, вытянутыми вниз, и выполненный с возможностью образования верхней резонансной камеры резонатора, нижний резонансный диск, снабженный несколькими направляющими элементами, вытянутыми вверх, и выполненный с возможностью образования нижней резонансной камеры резонатора, и средний резонансный диск, размещенный между верхним и нижним резонансными дисками для разделения верхней и нижней резонансных камер друг от друга, и эмиттер, размещенный между подогревателем катода и анода и выполненный с возможностью испускания термоэлектронов в упомянутый рабочий объем при нагреве упомянутого эмиттера упомянутым подогревателем катода.
Патент РФ на изобретение №2107383; МКИ: Н03В 1/02; публ. 20.03.98 г.
Известна «Микроволновая печь и волновод для устройства, использующего высокую частоту излучения», содержащая магнетрон, для генерации энергии электромагнитной волны, волновод для управления и направления энергии электромагнитной волны, в полый корпус, образующий камеру для приготовления пищи, и антенну для излучения энергии электромагнитной волны, генерируемой магнетроном в волновод, при этом волновод содержит первое окно для рассеяния энергии электромагнитной волны в камеру для приготовления пищи, выполненное в той части волновода, которая находится в контакте с полым корпусом, и простирающееся в продольном направлении, и второе окно для рассеяния энергии электромагнитной волны в камеру для приготовления пищи, простирающееся в горизонтальном направлении, и отделенное от первого окна и имеющего заданный угол по отношению к первому окну, для преобразования плоской поляризации электромагнитной волны в круговую поляризацию, при этом первое и второе окна выполнены с возможностью генерации круговой поляризации с требуемыми характеристиками.
Патент РФ на изобретение №2215380, МКИ: Н05В 6/64; д. публ. 2003.10.27.
Известная «Микроволновая печь» переменного/постоянного тока содержит вращающийся инвертор, который инвертирует источник постоянного тока в источник переменного тока посредством создания вращающего момента, высоковольтный трансформатор, который подключается к обычному источнику питания переменного тока или к источнику переменного тока, инвертированного вращающимся инвертором, и создает на выходе высокое напряжение, магнетрон, который питается высоким напряжением с выхода высоковольтного трансформатора и излучает электромагнитные волны дециметрового или миллиметрового диапазона, и блок контроля мощности для обнаружения сигнала от клавиши выбора мощности и предотвращения одновременного подключения источников переменного и постоянного тока к печи.
Патент РФ на изобретение №2157599; МКИ: Н03В 6/64; публ. 2000.10.10.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому в качестве изобретения является «Устройство питания для сверхвысокочастотной печи», содержащее блок управления, магнетрон, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входу питания блока управления, первая вторичная обмотка трансформатора соединена с выводами накала магнетрона, а между выводами второй вторичной обмотки трансформатора подключены последовательно соединенные конденсатор, первая диодная цепь и геркон, причем первая диодная цепь выполнена из m диодов, которые подключены последовательно и согласно, точка соединения конденсатора и анода первого диода первой диодной цепи подключена к одному из выводов накала магнетрона, анод которого подключен к точке соединения геркона и вывода второй вторичной обмотки трансформатора и соединен с общей шиной, при этом выход блока управления соединен с входом управления геркона, причем в устройство введены вторая диодная цепь, состоящая из n диодов, которые включены последовательно и согласно, и первого резистора, а также второй резистор, при этом вывод первого резистора соединен с общей шиной, а другой его вывод соединен с анодом первого диода второй диодной цепи, а катод n-го диода второй цепи подключен к точке соединения геркона и катода m-го диода первой диодной цепи, при этом второй резистор включен параллельно одному из диодов первой диодной цепи, а диоды первой и второй диодных цепей выполнены в виде лавинных диодов.
Патент РФ на изобретение №1204105, МПК: Н05В 6/66; д. публ. 1996. 03.20.
К техническому результату относится повышение выходной мощности генератора при соблюдении непрерывности режима генерации СВЧ-излучения.
Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что микроволновый генератор содержит магнетрон, три повышающих трансформатора, три высоковольтных конденсатора и шесть высоковольтных диодов. Последние объединены в две группы по три диода, причем первичные обмотки всех трех трансформаторов подключены к трехфазной сети переменного тока. При этом односторонне расположенные выводы вторичных обмоток всех трех трансформаторов соединены «звездой», общая точка которой подключена на «землю». В свою очередь, противоположно расположенные выводы вторичных обмоток всех трех трансформаторов через высоковольтные конденсаторы последовательно подключены к анодам высоковольтных диодов первой группы и к катодам высоковольтных диодов второй группы. Катоды первой группы высоковольтных диодов соединены с «общей точкой», подключенной на «землю», а аноды второй группы высоковольтных диодов соединены с катодом магнетрона.
Микроволновый генератор поясняется чертежом-схемой на фиг.1.
Фиг.1 - общая электрическая схема микроволнового генератора.
Микроволновый генератор согласно фиг.1 содержит три повышающих трансформатора, 1 - трансформатор 1; 1a - первичная обмотка трансформатора 1; 1б - вторичная обмотка трансформатора 1;
2 - трансформатор 2; 2а - первичная обмотка трансформатора 2;
2б - вторичная обмотка трансформатора 2;
3 - трансформатор 3; 3а - первичная обмотка трансформатора 3;
3б - вторичная обмотка трансформатора 3;
4 - магнетрон; 4а-анод магнетрона; 4к-катод магнетрона;
три высоковольтных конденсатора: 5 - конденсатор в цепи 1-го трансформатора; 6 - конденсатор в цепи 2-го трансформатора; 7 - конденсатор 3-го трансформатора.
Шесть высоковольтных диодов, объединенных в две группы по три диода,
8 - первая группа диодов по три диода 8а, 8б, 8 с;
9 - вторая группа диодов по три диода 9а, 9б, 9 с.
Причем первичные обмотки 1а, 2а и 3а всех трех трансформаторов 1, 2 и 3 подключены к трехфазной сети переменного тока. При этом односторонне расположенные выводы вторичных обмоток 1б, 2б и 3б всех трех трансформаторов 1, 2 и 3 соединены «звездой», общая точка которой подключена на «землю». В свою очередь, противоположно расположенные выводы вторичных обмоток 1б, 2б и 3б всех трех трансформаторов 1, 2 и 3 через высоковольтные конденсаторы 5, 6 и 7 последовательно подключены к анодам высоковольтных диодов 8а, 8б, 8с первой группы и к катодам высоковольтных диодов 9а, 9б, 9с второй группы. Катоды первой группы высоковольтных диодов 8а, 8б, 8с соединены с «общей точкой», подключенной на «землю», а аноды второй группы 9а, 9б, 9с высоковольтных диодов соединены с катодом 4к магнетрона 4.
При работе микроволнового генератора по предложенной схеме все трансформаторы 1, 2 и 3 работают в режиме насыщения и пульсация высокого напряжения на работающем магнетроне 4 весьма незначительна. Пульсация амплитуды огибающей высокой частоты на выходе магнетрона 4 более заметна и составляет единицы процентов. Пока одна из ветвей схемы питает магнетрон 4, две другие заряжают свои конденсаторы, например 6 и 7.
Таким образом, удается обеспечить истинно непрерывный режим работы общедоступного и исключительно дешевого магнетрона при питании его от трехфазной сети переменного тока. Трансформаторы, диоды и конденсаторы также используются штатные, общедоступные и недорогие. Выходная мощность магнетрона повышается более чем в два раза, нагрузка на каждый из трансформаторов составляет порядка 0.7 от штатного режима. Это позволяет при интенсификации охлаждения магнетрона (например, с помощью водяного охлаждения) строить высокоэффективные и экономичные системы СВЧ питания для непрерывной работы в течение продолжительного времени.
Предложенный в качестве изобретения микроволновой генератор позволяет обеспечить повышение выходной мощности генератора при соблюдении непрерывности режима генерации СВЧ-излучения.