微波炉电容器

中文名称:电容器
英文名称:Capacitor for microwave ovens
定    义:是使用在50Hz/60Hz电源供电的微波炉中,连接于磁控管主电源电
路,用于稳定磁控管电流的无自愈性能的电力电容器。

简介

微波炉电容器是使用在50Hz/60Hz电源供电的微波炉中,连接于磁控管主电源电路,用于稳定磁控管电流的无自愈性能的电力电容器。它具有以下不同于其它电容器的性质①额定电压高。微波炉用电容器的额定电压一般在2kV~3kV之间,这明显高于其它同类元件;②内部含有放电电阻,这是为电容器在切断运行电压后放掉其中大量电荷而设立的,因此具有阻值高、与电容器并联等特点。对它的要求是在运行电压切断1min内使电容器两端电压降至50V以下,并能随电容器经受各项试验,此外其阻值还应考虑叠加直流电压的作用等;③整机(微波炉)及电容器在结构和电路设计时应充分注意提高防爆的能力:例如在整机中应装有能在电容器击穿3 s内切断电源的熔断器;在电容器结构方面,盖的封装采取“弯边”工艺,内部电路中采取“悬丝”的办法,使得当电容器外壳因某种原因膨胀时(这往往是爆炸的前兆),“弯边”拉伸变直,“悬丝”受力将内部导线拉断,使电容器发生断路,避免膨胀进一步发展,从而起到预防爆炸的作用。图1为微波炉电容器的结构原理图。

1   微波炉电容器结构示意图

电容量和损耗正切的测量

基于以上原因,微波炉电容器在某些安规测试中有特殊的仪器和方法要求。下面我们就来介绍下电容量和损耗正切的测量。
微波炉电容器是一种高压电容器,故在容量和损耗测量时应使用西林电桥(图2)。电桥法的本质是利用比较法和逐步逼近法,使电流计最终没有电流流过。逐步逼近的过程就是不断调整不同位数上的电阻值的过程,这些电阻值经过计算,可和不同位数上的电容值成一定比例,因此可从面板上直读出电容量的大小。西林电桥的两个高压桥臂分别由试品Zx(Cx表示被测电容的电容量,Rx表示交流等效电阻值)及无损耗的标准电容器CN组成,两个低压桥臂分别由无感电阻R3及无感电阻R4与C4并联组成,各桥臂的导纳依次为:
Yx=1/Rx+jωCx、Y3=1/R3
Y4=1/R4+jωC4、YN=jωCN
调节R3、C4,电桥平衡时应满足:
YxY4=Y3YN                                             (1)
即:(1/Rx+jωCx)(1/R4+jωC4)=(1/R3)jωCN                      (2)
解此方程,实、虚部分分别相等,有:
tanδ=1/(ωCxRx)= ωC4R4
Cx=CN[1/(1+tan²δ)]R4/R3
当tanδ<0.1,误差允许不大于1%时,上式可改写为:
Cx=CnR4/R3                                                (3)
又因高压西林电桥用于工频电压,于是ω=2πf=100π;同时R4取103/π(Ω),这时有:
tanδ=ωC4R4=KC4×106
式中C4的单位是F,以uF计时,上式改为
tanδ= KC4,其中K=1F-1
于是,tanδ可以通过调整C4进行直读。tanδ定义为损耗角正切,即Q(品质因数)的倒数。由于CN、R4、R3均为固定已知,因此Cx可经计算得出。至此完成了电容量和损耗角正切的测
量。

高压西林电桥高压臂的阻抗比对应的低压臂大的多,所以将试品和标准电容放在高压臂进行屏蔽保护,用屏蔽线从其低压端连接到低压臂上,在低压臂调节R3、C4的方法就十分安全。

图2   西林电桥

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