微波能应用具有节能、环保、高效、可控等优势,既符合现代工业需要又符合节能减排要求,在很多领域得到了广泛的应用和发展。微波能应用设备主要包括微波能发生器、微波能传输线、微波能应用腔体、微波功率控制系统等组成部分。微波能量从磁控管发出,经过传输波导、馈能波导进入微波应用腔体作用于物料,微波经过的这几个部分组成的微波馈能系统是整个微波能应用设备的主要组成部件,其性能直接影响整个设备的效率、使用寿命及对物料的处理质量等,如何设计出效率高、实用性强的大功率微波馈能系统是我们当前急待解决的问题。微波能应用的工艺要求,根据不同的处理对象和处理目标在不同处理阶段有更准确的功率控制,传统的手动设置功率或简单的反馈调节技术已不能满足产业化的需要,如此大的微波功率调节控制技术在国内国际都没有应用范例。本文结合实际项目,选取微波煤炭干燥设备,首先采用CST软件进行仿真设计,确定了馈能波导的尺寸及排列方式,结合谐振腔及微波应用理论分析讨论了不同的物料含水率、负载高度、负载厚度等因素对微波能应用设备馈能系统与谐振腔体匹配性能的影响,优化设计出匹配良好的馈能方式,得到驻波系数小、场分布均匀的微波谐振腔,为各类型的工业微波应用设备的设计提供方向。为了能够适应微波煤炭干燥生产线复杂的环境,开发了微波功率自动控制系统,解决了以往控制系统数据传输慢、可靠性低等问题,根据煤炭干燥状态的变化来调整微波源功率的输出,达到了安全、高效生产的目的。控制系统基于CAN总线的集散控制系统架构,系统传输速度快、可靠性高,并且可以非常方便的扩展被控制微波源的数量;控制系统包含一套基于PID的微波源功率控制算法,直接通过采集的温度和反射功率计算出所需输出功率,具备一定的通用性。