Hallo zusammen,
ich habe mich gefragt, wie es denn bewerkstelligt wird, die
Ausgangsleistung eines Magnetrons von mehreren hunderten Watt auf zb.
10W zu senken.
Da sind mir 2 Methoden ins Auge gestochen:
1. Schnelles Ein- und Ausschalten (wie zb. beim Dimmen von Licht oder
auch in Mikrowellen)
2. Die Stromstärke verringern, nicht aber die Spannung (da mit einer
veränderten Spannung sich die Frequenz verändert- richtig?)
Ist da was dran und funktioniert eine der beiden (oder beide) Methoden
auch in der Praxis bei solch großen Leistungssprüngen?
Wenn nein, mit welchen anderen Methoden wird die Leistung von Magnetrons
stark verringert (ohne Änderung der Frequenz)?
Vielen Dank für jede Antwort. Mich lässt diese Frage nicht mehr los und
ich konnte keine Antworten finden.
Jürgen
Für den Anwendungsfall "Essen auftauen" wird (sehr langsam) getaktet.
Frequenz und Leistung werden halt von den mechanischen und elektrischen
Parametern bestimmt, da ist mit Steuern bzw. Modulieren wenig zu machen.
Reduzierung der Ausgangsleistung geschieht durch Pausen im Betrieb.
Beispiel 800 Watt = volle Leistung: Das Magnetron arbeitet durchgehend.
Beispiel 600 Watt = 3/4 Leistung: Das Magnetron arbeitet 15 Sekunden
(mit voller Leistung), wird dann für 5 Sekunden abgeschaltet.
Beispiel 80 Watt = 10% Leistung: Das Magnetron arbeitet 6 Sekunden mit
voller Leistung, wird dann für 54 Sekunden abgeschaltet.
Jürgen schrieb:> wie es denn bewerkstelligt wird, die Ausgangsleistung eines Magnetrons> von mehreren hunderten Watt auf zb. 10W zu senken.
Hmm, nun, selbst Magnetrons mit Invertern statt Trafo regeln nur bis ca.
halbe Leistung runter.
Ist wohl nicht so einfach, bevor die Schwingung stoppt.
Dafur gehen sie wirklich schnell an und aus, siehe Radar.
Jürgen schrieb:> Ist Stromstärke verringern denn garkeine Option?
Das ist wie bei einer Pfeife, wenn Du weniger bläst, reißt irgendwann
die Schwingung ab.
Mario M. schrieb:> Jürgen schrieb:>> Ist Stromstärke verringern denn garkeine Option?>> Das ist wie bei einer Pfeife, wenn Du weniger bläst, reißt irgendwann> die Schwingung ab.
Ich dachte die Schwingung reißt nur bei zu geringer Spannung ab.
Jürgen
Jürgen schrieb:> Mario M. schrieb:>> Jürgen schrieb:>>> Ist Stromstärke verringern denn garkeine Option?>>>> Das ist wie bei einer Pfeife, wenn Du weniger bläst, reißt irgendwann>> die Schwingung ab.>> Ich dachte die Schwingung reißt nur bei zu geringer Spannung ab.>> Jürgen
Hmm. Kann man den Strom reduzieren und die Spannung dabei konstant
halten? Was sagt die Strom-Spannungs-Kennlinie dazu?
Mario M. schrieb:> Jürgen schrieb:>> Ist Stromstärke verringern denn garkeine Option?>> Das ist wie bei einer Pfeife, wenn Du weniger bläst, reißt irgendwann> die Schwingung ab.
So ist es. Es geht aber über das Magnetfeld.
Dementsprechend gibt es Magnetrons mit relativ geringer (100W oder
weniger), steuerbarer Ausgangsleistung, die zusätzlich zu den
Permanentmagneten noch Magnetspulen haben.
dfIas schrieb:> Jürgen schrieb:>> Mario M. schrieb:>>> Jürgen schrieb:>>>> Ist Stromstärke verringern denn garkeine Option?>>>>>> Das ist wie bei einer Pfeife, wenn Du weniger bläst, reißt irgendwann>>> die Schwingung ab.>>>> Ich dachte die Schwingung reißt nur bei zu geringer Spannung ab.>> Jürgen>> Hmm. Kann man den Strom reduzieren und die Spannung dabei konstant> halten? Was sagt die Strom-Spannungs-Kennlinie dazu?
Ja, kann man. Einfach einen anderen Trafo verwenden...
Jürgen
Das einfachste wird sein die heizleisung zu drosseln.
Wenn du die anodenspannung änderst musst du auch das magnetfeld ändern
sonst passt das nicht auf die frequenz der geometrie.
Abcd schrieb:> Das einfachste wird sein die heizleisung zu drosseln.
Die Heizleistung drosseln? Wie funktioniert das?
> Wenn du die anodenspannung änderst musst du auch das magnetfeld ändern> sonst passt das nicht auf die frequenz der geometrie.
Ich sag ja dass die Spannung gleichbleibt und nur die Stromstärke
verringert wird (sodass sich die Frequenz nicht ändert). Funktioniert
das?
Abcd schrieb:> Das einfachste wird sein die heizleisung zu drosseln.
Das wird genau so schlecht sein wie bei anderen Rohren.
Du änderst auch nicht die Lautstärke deines Röhrenradios durch
verringerung der Heizleistung.
Die Röhren gehen schneller kaputt, wenn die Austrittsarbeit der
Elektronen die Kathode beschädigt.
Michael B. schrieb:> Die Röhren gehen schneller kaputt, wenn die Austrittsarbeit der> Elektronen die Kathode beschädigt.
Nöö. Die direkt geheizten Kathoden aus thoriertem Wolfram, wie sie in
den CW-Magnetrons für Mikrowellenerwärmung verwendet werden, vertragen
eine Unterheizung sehr gut.
Das Problem, das bei einer Stromänderung, sei es durch Unterheizung, sei
es durch Reduktion des Speisestroms, auftritt, ist, dass es dabei zum
Moding mit plötzlichen Frequenz- und Leistungssprüngen kommen kann.
Wie ich bereits schrieb, kann man die Leistung aber über die Stärke des
Magnetfeldes gesittet steuern.
Evtl. habe ich noch ein Datenblatt von solch einer Röhre, mit der ich
vor sehr langer Zeit mal gearbeitet habe. Ist aber schon seeeehr lange
her und dürfte entsprechend schwer zu finden sein.
P.S.:
Hier habe ich noch die Daten eines sehr kleinen Magnetrons gefunden, das
doch über Spannung / Strom modulierbar ist:
https://frank.pocnet.net/sheets/030/j/JPT9-01.pdf
Mit einem normalen Magnetron aus dem Mikrowellenherd, geht das aber
nicht. Beachte die U-I-Kennlinien dieses kleinen X-Band-Magnetrons!
Hp M. schrieb:> Wie ich bereits schrieb, kann man die Leistung aber über die Stärke des> Magnetfeldes gesittet steuern.
Dad funktioniert ohne Änderung der Frequenz? Das wäre dann aber eine
Veränderung im Magnetron selbst, oder?
Jürgen
Jürgen schrieb:> Dad funktioniert ohne Änderung der Frequenz?
Weshalb interessiert dich das?
Die Arbeitsfrequenz eines Magnetrons ist i.W. durch die mechanischen
Abmessungen der Resonatoren festgelegt.
Für grössere Frequenzänderungen kann man bei manchen Magnetrons (und
regelmässig bei Reflexklystrons) mittels einer Balgenkonstruktion die
Resonatoren etwas "verbiegen" und so die Resonanzfrequenz abstimmen.
Ein Magnetron ist aber auch ein Leistungsoszillator, der, wie andere
Leistungsoszillatoren auch, wegen der Dämpfung durch die
Leistungsauskopplung, nur eine endliche Betriebsgüte hat.
Dementsprechend ist seine Frequenzkonstanz nicht sonderlich hoch, und
die Schwingfrequenz wird von den elektrischen Betriebsbedingungen und
dem Reflexionsfaktor der Last etwas beeinflusst.
U.U. lässt sich damit eine ungenaue Frequenzmodulation realisieren.
Rainer Z. schrieb:> Beispiel 80 Watt = 10% Leistung: Das Magnetron arbeitet 6 Sekunden mit> voller Leistung, wird dann für 54 Sekunden abgeschaltet.Michael B. schrieb:> Dafur gehen sie wirklich schnell an und aus, siehe Radar.
Na dann ist doch alles gut. Man schaltet halt nicht 6 Sekunden an und 54
ab, sondern eine Sekunde an und 9 ab. Oder noch kürzer. Dann mittelt
sich das thermisch ohne große Spitzen.
Pulsen ist ja nicht wirklich das gleiche, wie weniger Leistung hier,
oder?
Wenn man eine sehr schwache Mikrowelle hat (keine der Haushaltsdinger),
kann man damit Hamster wieder auftauen:
https://interestingengineering.com/video/1950s-reanimating-frozen-hamsters-in-microwave
Ich nehme an, mit der PWM Methode würde sowas auch bei im durchschnitt
passender Leistung nicht gehen, da muss schon effektiv konstant weniger
Leistung sein, oder?
Und wenn ich das jetzt weiter denke, das wäre doch sicher auch bei
Esswahren weniger schonend? Entgeht uns da was? Bleibt uns die perfekte
Essensaufwärmung verwährt, weil wir zu ungeduldig sind, und auch mal was
schnell aufwärmen wollen?
Aufmerksamer Leser ohne Sachkenntnis schrieb:> Michael B. schrieb:>> Dafur gehen sie wirklich schnell an und aus, siehe Radar.>> Na dann ist doch alles gut. Man schaltet halt nicht 6 Sekunden an und 54> ab, sondern eine Sekunde an und 9 ab. Oder noch kürzer. Dann mittelt> sich das thermisch ohne große Spitzen.
Das wäre immer noch ein Quasi-CW-Betrieb.
Die Magnetrons für die Radare sind anders aufgebaut, haben insbesondere
Oxidkathoden, die das Wechselspiel von Unter- und Überheizen nicht
aushalten würden.
"Schnell" meint hier, dass die Versorgungsspannung in sehr kurzen
Impulsen mit langen Pausen geschaltet wird. Daraus resultieren
HF-Impulse mit einer typischen Dauer von weniger als 1µs und Leistungen
in der Größenordnung von 20 bis 200 kW. Z.B besteht ein solcher 3GHz
Impuls mit einer Dauer von 0,3µs nur aus ca. 1000 Schwingungen. Danach
ist z.B 1ms Sendepause.
