基于運放退飽和的電阻爐溫度控制系統設計

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摘 要：為了實現電阻爐的快速升溫及溫度控制，采用運放退飽和的方法，當電阻爐溫度未達到設定值時，運放飽和輸出，所控制的驅動電路輸出脈沖的占空比最大，IGBT近似全導通，電爐加熱功率最大，溫度快速上升；當溫度達到設定值時，運放開始退飽和，輸出電壓逐漸減小，從而減小驅動電路輸出脈沖的占空比，IGBT導通時間變短，電爐加熱功率減小，實現溫度控制。通過Multisim軟件仿真及硬件電路測試，驗證了本設計的可行性。該溫度控制系統具有升溫速度快、易于操作、滯后性較低的優點。

關鍵詞：電阻爐； 溫度控制； 運放； 退飽和； IGBT

0 引 言

電阻爐在熱處理工藝中被廣泛應用，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，適應性好，是目前過程控制中應用廣泛的一種控制方法，但對于滯后大的過程，如溫度控制，PID穩定時間較長[1]。本文中提出的通過運放退飽和來調節驅動脈沖的占空比，從而控制IGBT關斷與導通時間，實現對電爐溫度的控制和調節的方法，簡單實用，升溫速度快，為溫度控制提出了另一種可行性方法。