微波炉腔体电磁场分布仿真及尺寸结构优化设计.pdfVIP

摘要

摘要

微波炉是微波能应用的最重要的一个方面，但是，微波炉的设计依然停留在

“设计一试制一校正”的那种旧的设计制造模式，极大地延长了设计时间，增加

了设计成本，不利于企业竞争力的提升。电磁场仿真软件的出现，为改进和应用

新的方法计算和预测场分布特性提供了新的手段，实现了在产品设计阶段就能对

其所应用的系统进行精确计算及性能预测，节约大量的设计实验费用。可以直观

地用彩色显示部件内部空间和各横截面上电磁场强度分布。通过计算机仿真对腔

体场结构的研究，可根据场结构的特点来改进谐振腔结构设，使微波能最大限

度的耦合到腔体中，并作用到加热负载上去。

本文主要工作如下：

第一章介绍了微波加热的原理及微波炉的各个组成部分。

第二章介绍了微波炉设计过程中涉及到的几个主要理论，包括有限元理论、

谐振腔理论、耦合波理论、波导理论及阻抗匹配理论。并结合微波炉实际设计进

行了一些说明。

第三、四、五章是本文的工作重点。第三章把对微波炉性能影响比较大的几

个因素进行了仿真研究，得到了各个因素的影响规律，为实际设计微波炉提供指

导。这些因素包括：磁控管模型、波导、腔体、玻璃盘。其中，磁控管模型的准

确与否直接影响了仿真的准确性。本文严格按照磁控管天线的实际尺寸进行了建

模。

第四、五章是本文的创新之处。第四章探讨了仿真结果的判断方法，提出了

波导打火、输出功率和效率、熔轴和炸盘、均匀性的判断方法。然后，在25L和

28L炉子上将仿真结果和实验结果进行了对照，证明了仿真方法的可行性。另外，

在实际工作中解决了21L炉子的熔轴问题。

第五章介绍了实际开发的两个新平台微波炉，F17L和F20L炉子。将仿真软件

应用于实际设计中，并且根据仿真结果提出了最终的腔体结构，将仿真结果和实

验结果进行了对照，结果吻和的较好，在实际平台上验证了仿真方法的可行性。

关键词：微波炉，仿真，效率，均匀性，波导打火

I

Abstract

Abstract

Microwaveovenisthemostimportantaspectofmicrowaveappliances.Butthe

designofmicrowaveovenstillstaysarountheolkindesignmanufacturingmodeof

“design-trial-correct”,whichprolongedesigntime,increasedesigncost,an

weakentheenterprisescompetitionabilityTheemergenceofelectromagnetic

simulationsoftwareprovidesanewmeantocalculateanestimatefieldistribution

characteristic.Withsoftwaretheprecisecalculationanfunctionestimatecanbecarrie

outbeforethedesignstage,anreducesagreatdealofdesignexpenses.The

electromagnetismfieldistributioncanbevieweoninternalpartsanhorizontal

sectionswithcolorfulmanifestation.Throughasimulationtothestructure,accordingto

fieldistributioncharacteristic,structureofmicrowavecavitycanbeimproved,makin