基于運(yùn)放退飽和的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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摘 要：為了實(shí)現(xiàn)電阻爐的快速升溫及溫度控制，采用運(yùn)放退飽和的方法，當(dāng)電阻爐溫度未達(dá)到設(shè)定值時(shí)，運(yùn)放飽和輸出，所控制的驅(qū)動(dòng)電路輸出脈沖的占空比最大，IGBT近似全導(dǎo)通，電爐加熱功率最大，溫度快速上升；當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，運(yùn)放開始退飽和，輸出電壓逐漸減小，從而減小驅(qū)動(dòng)電路輸出脈沖的占空比，IGBT導(dǎo)通時(shí)間變短，電爐加熱功率減小，實(shí)現(xiàn)溫度控制。通過Multisim軟件仿真及硬件電路測(cè)試，驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)的可行性。該溫度控制系統(tǒng)具有升溫速度快、易于操作、滯后性較低的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：電阻爐； 溫度控制； 運(yùn)放； 退飽和； IGBT

0 引 言

電阻爐在熱處理工藝中被廣泛應(yīng)用，研究電阻爐控制方法具有重要意義。目前，電爐溫度控制主要采用PID控制或基于PID的衍生控制方法，PID控制整定方便，適應(yīng)性好，是目前過程控制中應(yīng)用廣泛的一種控制方法，但對(duì)于滯后大的過程，如溫度控制，PID穩(wěn)定時(shí)間較長[1]。本文中提出的通過運(yùn)放退飽和來調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比，從而控制IGBT關(guān)斷與導(dǎo)通時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)電爐溫度的控制和調(diào)節(jié)的方法，簡單實(shí)用，升溫速度快，為溫度控制提出了另一種可行性方法。