中頻感應(yīng)加熱溫度控制方法的研究.pdf

1、感應(yīng)加熱作為一種工業(yè)加熱方法，具有能流密度大、加熱速度快、熱效率高、節(jié)約能源、不污染環(huán)境等一系列優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于軋輥表面淬火、棒料透熱、板坯回火等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。中頻感應(yīng)加熱大量應(yīng)用于石油鉆采、地質(zhì)鉆探、煤礦采掘、基建探測(cè)等領(lǐng)域所需的各類高合金鋼管的熱處理。
　　熱擠壓生產(chǎn)鋼管工藝，對(duì)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(dá)到芯表均一，可見(jiàn)溫度的控制至關(guān)重要。但是，中頻感應(yīng)加熱管坯是一個(gè)復(fù)雜的物理過(guò)程，很難建立精確

2、的數(shù)學(xué)模型。
　　本文分析了國(guó)內(nèi)外鋼管感應(yīng)加熱的發(fā)展和現(xiàn)狀，以及中頻電源的發(fā)展與現(xiàn)狀。針對(duì)鋼管加熱時(shí)的負(fù)載特性，分析了中頻電源的結(jié)構(gòu)，比較了電壓型串聯(lián)諧振逆變器和電流型并聯(lián)諧振逆變器的不同特性，選擇了電壓型串聯(lián)諧振逆變器。并對(duì)電壓型串聯(lián)諧振逆變器的調(diào)功方案進(jìn)行了對(duì)比，選擇了直流側(cè)降壓斬波器調(diào)功。針對(duì)中頻感應(yīng)加熱管坯系統(tǒng)的復(fù)雜性，提出了雙閉環(huán)串級(jí)控制應(yīng)用于溫度控制系統(tǒng)。在雙閉環(huán)串級(jí)控制系統(tǒng)中，通常外環(huán)和內(nèi)環(huán)采用相同的PID算法，由于

3、感應(yīng)加熱溫控系統(tǒng)具有非線性、強(qiáng)干擾、大滯后的特點(diǎn)，所以，內(nèi)環(huán)采用常規(guī)PID算法調(diào)功，外環(huán)采用模糊算法調(diào)溫，外環(huán)輸出值作為內(nèi)環(huán)給定值，以提高控溫精度。
　　在MATLAB仿真軟件平臺(tái)下，對(duì)所設(shè)計(jì)的模糊加PID串級(jí)控制進(jìn)行了仿真，并和PID串級(jí)控制仿真波形圖進(jìn)行了比較。仿真結(jié)果表明，模糊加PID控制更適合應(yīng)用于中頻感應(yīng)加熱管坯溫度控制系統(tǒng)，并且是可行有效的。并對(duì)控制方法應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了分析，測(cè)試結(jié)果表明，管坯溫度符合生產(chǎn)工藝要求。