中頻感應加熱溫度控制方法的研究.pdf

1、感應加熱作為一種工業加熱方法，具有能流密度大、加熱速度快、熱效率高、節約能源、不污染環境等一系列優點，被廣泛應用于軋輥表面淬火、棒料透熱、板坯回火等工業生產領域。中頻感應加熱大量應用于石油鉆采、地質鉆探、煤礦采掘、基建探測等領域所需的各類高合金鋼管的熱處理。
　　熱擠壓生產鋼管工藝，對出爐管坯的溫度有很高的要求，不僅要求溫度誤差很小并且要達到芯表均一，可見溫度的控制至關重要。但是，中頻感應加熱管坯是一個復雜的物理過程，很難建立精確

2、的數學模型。
　　本文分析了國內外鋼管感應加熱的發展和現狀，以及中頻電源的發展與現狀。針對鋼管加熱時的負載特性，分析了中頻電源的結構，比較了電壓型串聯諧振逆變器和電流型并聯諧振逆變器的不同特性，選擇了電壓型串聯諧振逆變器。并對電壓型串聯諧振逆變器的調功方案進行了對比，選擇了直流側降壓斬波器調功。針對中頻感應加熱管坯系統的復雜性，提出了雙閉環串級控制應用于溫度控制系統。在雙閉環串級控制系統中，通常外環和內環采用相同的PID算法，由于

3、感應加熱溫控系統具有非線性、強干擾、大滯后的特點，所以，內環采用常規PID算法調功，外環采用模糊算法調溫，外環輸出值作為內環給定值，以提高控溫精度。
　　在MATLAB仿真軟件平臺下，對所設計的模糊加PID串級控制進行了仿真，并和PID串級控制仿真波形圖進行了比較。仿真結果表明，模糊加PID控制更適合應用于中頻感應加熱管坯溫度控制系統，并且是可行有效的。并對控制方法應用于生產現場進行了分析，測試結果表明，管坯溫度符合生產工藝要求。