Le four à micro-ondes Principe de fonctionnement

Université d’Oum El Bouaghi, Algérie

Domaines d’intérêt: architecture, urbanisme, SPSS, VBA, électronique pratique .

Adad Mohamed chérif - 2017-

Introduction De nos jours les équipements électriques et électroniques font partie de notre vie quotidienne. Ils sont dans nos maisons, nos jardins, nos garages, nos bureaux, nos magasins etc. Pour notre cas, les fours à micro-ondes sont tellement fiables qu’ils ne tombent pas souvent en panne . Et quand cela arrive, il est pratiquement rare de trouver un réparateur du moins là où j’habite. L’objectif de cette présentation est d’ordre beaucoup plus pédagogique. Il s’agit, en fait, d’expliquer le principe de fonctionnement de la partie électrique des fours micro-ondes et comment la réparer dans le cas où elle tombe en panne ?

Porte vitrée et sécurisée qui mène vers la cavité intérieure

Clavier de commande

Capot métallique

Le four à micro-ondes est un appareil qui utilise l’énergie

électromagnétique et électrique pour cuir les aliments.

Les molécules d’eau contenues dans l’aliment sont dirigées vers le

champ électrique crée par le magnétron où elles oscillent à la

fréquence du champ magnétique (2450 MHz). Cette oscillation

provoque aussi un frottement moléculaire qui produit à son tour de la

chaleur responsable du réchauffement de l’aliment placé dans le four

à micro-ondes.

Le composant de base de tout le système est le magnétron qui

est en quelque sorte un émetteur de micro-ondes. Les ondes émises

dans la cavité sont canalisées puis réparties sur les aliments d’une

manière équilibrée à l’aide d’un brasseur d'ondes ou un plateau

tournant. La porte se ferme automatique durant la mise en marche du

four pour éviter la propagation des micro-ondes hors de la cavité

(cage métallique ).

Fig1. Le schéma universel

d’alimentation

La figure 1 nous indique le schéma universel d’alimentation des fours micro-ondes . La tension du secteur 220 V est induite dans 2 enroulements secondaires. Le 1er enroulement délivre une tension de 1600 V qui sera doublée à l’aide du condensateur de valeur 3200 V et puis redressée par la diode de puissance . La tension pulsée continue s’achemine vers la cathode du magnétron . Le 2ème fournie la tension alternative de chauffage du filament de valeur 3.2 V . Comme on peut le voir sur le schéma, la cathode joue aussi le rôle de filament .

Fusible de puissance

Redressement de la tension secondaire de 1600 V

Fig2. V1 est le courant alternatif dans le secondaire et V2 est

le courant redressé se présentant entre les bornes de la

charge (ici le magnétron).

Transfo

Ventilateur

Magnétron

Condensateur

Diode haute tension

Fusible de puissance

Mini-rupteurs

Circuit de commande

1. Magnétron

Cet espace clos et sous vide d’air,

dont la puissance pourra atteindre

1000 W, est un oscillateur émettant

de l'énergie électromagnétique à

une très haute fréquence de 2450

MHz. Cette énergie est rayonnée

dans la cavité pour être absorbée

par l'aliment à chauffer. Le

magnétron est alimenté en haute

tension continue.

Fig 4.Le magnéton vue

de l’intérieur

Fig1. Symbole

Fig 3. Le magnétron vue

de l’extérieur

Cosses d’alimentation 3200 V

L’antenne du magnétron et l’emplacement de la lampe intérieure

L’antenne du magnétron, de là les ondes courtes sont émises .

Lampe qui éclaire l’intérieure de la cavité

2- Transformateur • Dans son secondaire, il y a la présence de deux enroulements. L’un délivre une

haute tension de 1600 (2A) appliqués au doubleur de tension dont la sortie est de

3200V qui sera à son tour appliquée à la cathode du magnétron après redressement

assuré par la diode. Une extrémité de cet enroulement la masse du four. L’autre

alimente, en basse tension de chauffage de valeur de 3.2 V, le filament du

magnétron.

• Le primaire de ce transformateur haute tension est alimentée par une tension de

220V (5A) du secteur ,

• Secondaire 1600V et Primaire 220 V

Fig 5. Vue extérieure Fig 6 : symbole

Secondaire 1600 V

Primaire 220 v

Vues sur le transformateur HT

Fusible HT fixé sur le transfo

Le transfo est fixé au châssis

3- Condensateur

•

• Le condensateur de 0,95 à 1, 15 μF joue le rôle d’un

doubleur de tension. Il double ainsi la tension de 1600 V

présente dans le secondaire du transformateur HT en tension

négative pulsée d'environ 3200 V

• Ce condensateur est bâti autour d’une capacité qui

emmagasine l'énergie électrique durant une demi période et

d’une résistance interne de 10MΩ qui assure sa décharge.

Fig7 . Vue extérieure Fig8 . Symbole

Diode et condensateur fixés sur le châssis

Comme on peut le voir et en faisant référence au schéma de la figure 1, la cathode de la diode est fixée au châssis (la masse) et l’anode au condensateur . Le condensateur est fixé entre le transfo et la diode .

La diode Condensateur

4- Diode de puissance

La diode assure le redressement par mono-alternance de la tension

doublée (3200V) (Alternative en tension continue pulsée) . Son

anode est reliée à la cathode du magnétron et sa cathode à la

masse. Rappelons que la diode laisse passer le courant que dans

un seul sens. Ainsi les alternances négatives sont rabotées.

Fig9. Diode de puissance Fig10. Symbole

La diode fixée au condensateur Diode puissance

Condensateur

5. Accessoires

• Les accessoires sont des composants secondaires mais nécessaires au bon fonctionnement de tout le système.

• 5.1- le filtre antiparasite .

• 5.2- Le ventilateur : il permet le refroidissement du magnétron et le transformateur ainsi que le renouvellement de l'air dans la cavité

• 5.3- Le clavier de commande.

• 5.4- Une minuterie pour gérer le temps de cuisson .

• 5.5-- La cavité de forme parallélépipédique, là où les aliments sont placés .

• 5.6- Les dispositifs de sécurité sont des mini-rupteurs qui empêchent le fonctionnement du four dès l’ouverture de la porte de la cavité.

• 5.7- Le fusible.

• 5.8 – Les divers protections : les klixons qui sont des relais thermiques , ils. Un klixon est un dispositif de sécurité se déclenchant à une certaine température en coupant le courant quand il fait trop chaud ou il y a le feu .

Antiparasitage

Brasseur et guide d’ondes

Mini-rupteur de fermeture de la porte

Le circuit de commande (Minuterie et le circuit du clavier)

Ventilateur de refroidissement du transfo , magnétron

Fusible 220v

Remarque très importante

• Avant toute manipulation, le réparateur doit se mettre sur un tapis

isolant et équipé de préférence de gants. Puis, il est nécessaire de débrancher le secteur, attendre quelques minutes puis ouvrir le

capot du four. Il est extrêmement important de décharger le condensateur à l’aide d’une pince à manches isolés. Ce composant

peut rester chargé d'environ 30 secondes à 1 minute après que le four ait été mis hors tension. Ce condensateur chargé représente un

vrai danger de mort. Jamais il ne faut intervenir quand le capot est ouvert et l’appareil est sous tension, avis aux amateurs.

• Aussi dans le circuit de commande, il faut attention, il y a la présence de la tension 220 V .

Les pannes courantes du four micro-ondes sont généralement en relation avec le circuit haute tension : • fusible de l’alimentation générale de 3 A en relation

directe avec la tension du secteur 220 V. • fusible de puissance • condensateur ;

• magnétron ; • diode ; • transformateur ; • d’autres pannes rares . • Bien sûr, il y a d’autres types de pannes que nous

n’allons pas aborder dans ce tutoriel .

Donc, pour travailler en toute sécurité , il faut court-circuiter les cosses du condensateur à l’aide d’une pince à manches isolées et les mains sont protégées par des gants en caoutchouc très épais .

Condensateur

Pince

A l’aide d’un ohmmètre , on peut vérifier si le fusible est bon ou non. Si l’appareil indique une valeur nulle, cela signifie que le fusible est en bon état . Si on lit une valeur infinie, le fusible est coupé , on doit le changer .

Fusiblede valeur 3 A est fixé à la plaque d’alimentation qui est reliée directement au secteur 220 V

Le fusible de puissance est placé juste après la sortie de 1600 V délivrée par le primaire . Il protège tout le circuit de l’alimentation de puissance . A l’aide l’ohmmètre calibrée sur 200, on mesure sa résistance qui est pratiquement égale à zéro. Dans le cas où il est indiqué résistance infinie « 1 » , il faut procéder à son changement .

Deux mesures sont possibles pour évaluer si le condensateur est hors service ou non .

1. La mesure de la résistance interne du condensateur est de 10 MΩ. Si l’ohmmètre indique 10 MΩ environ , on peut dire que ce composant fonctionne encore . S’Il signale une résistance infinie ou très proche de zéro, le condensateur est défectueux, il est nécessaire de le substituer par un autre .

Le multimètre en position Ohm, indique 10.03 MΩ, c’est OK .

Condensateur branché au multimètre .

2. Pour la mesure de la capacité du condensateur , nous utilisons le capacimètre. La capacité de notre condensateur est de 0.90 μF . Si le capacimètre indique cette valeur ou une valeur approchée, ce condensateur est donc bon . Dans le cas contraire, si une valeur nulle ou infinie est indiquée, il faut remplacer ce condensateur par un autre.

Multimètre est en positon « Capacimètre » . Valeur 0.963, valeur acceptable.

Condensateur : une tension alternative entre ses bornes 2100 V, une capacité de 0. 90 μF et une résistance interne de 10 μF

Le magnétron est le composant le plus important du four. Pour le tester, il convient de vérifier la résistance entre les bornes d’entrée . Si elle est de valeur nulle , et s’il n’y a pas de court-circuit entre une de ses bornes et la masse , le magnétron est donc en bon état.

Le multimètre fonctionne ici en ohmmètre , il est branché aux bornes du magnéton .

Vérification d’un éventuel court-circuit entre les bornes du magnétron et la masse Ici le ohmmètre indique une résistance infinie, donc pas de court-circuit .

1

2

Pour mesurer la diode, il sera judicieux d’appliquer une tension continue de valeur , par exemple de 9 V, entre les bornes de la diode par le truchement du voltmètre . Si celui-ci indique la valeur 9 V environ dans le sens direct de la diode et il indique aussi 0 V environ dans le sens inverse, on peut dire que ce composant n’est pas défectueux .

Branchement en sens inverse

Branchement direct

Cathode

Cathode

+

• D’abord, il faut identifier les différent types d’enroulements.

• Enroulement secondaire (1600V) est pourvu d’un fil électrique émaillé de petite section, la tension induite est très haute .

• Enroulement primaire, dont le fil électrique émaillé est plus épais, est directement relié au secteur 220 V par le truchement du fusible d’alimentation .

• On vérifie la résistance de l’enroulement primaire, voir s’il est coupé, puis la même chose pour les enroulements secondaires . S’il la résistance est infinie , cela signifie qu’il y a une coupure dans le ou les enroulements . Donc, il faut changer le transfo.

• On peut aussi vérifier la tension 220 V présente dans les fils alimentant le primaire. Débrancher les cosses qui sont fixées au primaire du transfo , puis mettre le four en marche. Attention, présence de tension 220 V. Si la tension 220 V est présente , le problème se situe au niveau du transfo ou les autres parties du circuit de commande ou des micro-rupteurs.

Si la résistance du primaire varie entre 1 à 5 Ω, le primaire est irréprochable . Dans notre cas la résistance du primaire est de 04.3Ω . L’ohmmètre (calibre 200 Ω) est placé entre les deux cosses du primaire).

Cosses du primaire

Si la résistance de l’enroulement secondaire délivrant 1600 V est située entre 50 et 250 Ω, l’enroulement secondaire est parfait . Dans notre cas la résistance est de 249 Ω. L’ohmmètre (calibre 2k) est placé entre la cosse du secondaire et la masse (le capot) .

A l’issue de ces mesures très concluantes, on peut dire que le transformateur est en bon état.

Capot Cosse du secondaire 1600 V

Les mini-rupteurs conçus pour permettre au four de se mettre en marche quand la porte est fermée. Ils ont la propriété de couper la tension 220 V (porte ouverte) et de la rétablir (porte fermée). C’est un composant qui assure la sécurité de l’utilisateur. Simple mesure à l’aide de l’ohmmètre calibre 200 ou en position jonction( ), pourra nous indiquer si le mini-rupteur est défectueux ou non.

Mini-rupteur fixés au mécanisme de la porte

Le klixon est un composant fixé sur le magnétron. C’est un thermostat à froid passant quand la température du magnétron ne dépasse pas un certain seuil. Dans des conditions de surchauffe, il coupe la tension 220 V pour protéger l’utilisateur, le magnétron et l’appareil .

Si le klixon ne conduit pas, même si la température du magnétron est normale, alors le four s’arrête de fonctionner . Pour vérifier son état, il suffit de mesurer s’il conduit ou non ? Dans le cas où l’ohmmètre indique

une résistance infinie, cela

prouve que le klixon est

coupé.

Magnétron

Université d’Oum El Bouaghi Algérie

Adad Mohamed Cherif