电炉温度控制系统设计

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1、武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书摘要自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。随着电力电子和单片机技术的飞速发展，通过芯片对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。电阻炉在国民经济中有着广泛的应用，而大功率的电阻炉则应用在各种工业生产过程中。然而，大多数电阻炉存在着各种干扰因素，将会给工业生产带来极大的不便。因此，在电阻炉温度控制系统的设计中，应尽量考虑到如何有效地避免各种干扰因素而采用一个较好的控制方案，选择合适的芯片及控制算法是非常有必要的。本设计要求用VC217设计一个能在多种领域得到

2、广泛应用的电阻炉温度控制系统。本例主要有四部分电路组成：（1）温度调节器（2）过零触发电路（3）单相交流调功器（4）温度信号转换装置关键词：温控:；VC217；反馈-16-武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书目录1概述………………………………………………………………………………31.1设计任务描述……………………………………………………………31.2电阻电炉…………………………………………………………………31.3过零触发集成电路………………………………………………………41.3.1可控硅过零触发电路在炉温控制中的应用………………………41.3.2UC217零电压控制芯片…

3、…………………………………………61.4单相交流调功电路………………………………………………………71.4.1概述…………………………………………………………………71.4.2基本原理……………………………………………………………91.5温度调节器………………………………………………………………102设计实现…………………………………………………………………………122.1部分设计…………………………………………………………………122.1.1过触发集成电路……………………………………………………122.1.2调功器………………………………………………………………122.1.3温度调节

4、器…………………………………………………………132.1.4双向晶闸管参数设定………………………………………………132.5总体设计…………………………………………………………………133心得体会…………………………………………………………………………15参考文献…………………………………………………………………………16-16-武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书1概述1.1设计任务描述给定电压温度调节器过零触发电路单相交流调功器电炉温度控制信号放大图1.1温度控制系统原理框图原理框图如上调节器的输出按VC217的4脚1.双向晶闸管的额定电流负载电流有效值双向晶闸管的额定

5、电流安全裕量：2.双向晶闸管的额定电压1.2电阻电炉电阻炉是利用电流通过电热体元件将电能转化为热能来加热或者熔化工件和物料的热加工设备。电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成。炉体由炉壳、加热器、炉衬（包括隔热屏）等部件组成。电气控制系统包括电子线路、微机控制、仪表显示及电气部件等。辅助系统通常指传动系统、真空系统、冷却系统等，虽炉种的不同而已。电阻炉的主要参数由额定电压、额定功率、额定温度、工作空间尺寸。生产率、空炉损耗功率、空炉升温时间、炉温控制精度及炉温均匀性等-16-武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书电阻炉热效率高。电阻炉不需要燃烧气体，没有派出因燃烧气体而产生

6、的废气造成的热损失。炉膛室内热强度高，能达到较高的温度，是高熔点金属得熔化。.能满足工件在各种工艺樊为中的要求，并使之成为可控。能用质量流量计对所控气氛进行检测。由保护气氛来保证炉内气氛的清洁。比如保护气氛改为真空，可以将炉内的残余气体抽走，保护气氛改为氢气，各种可随之运出。高纯度的氢气，气含氧量可小于0.1ppm，气露点小于－70℃能够满足工作空间温度场均匀分布和恒温的精度要求。比如在48小时内温度漂移±0.5℃。整个工艺过程能用微机和智能化程序控制。有利于连锁保护，报警、防爆、数显、曲线记录操作简单，寿命长，安全有保障。场所利用率大，噪声较稳定。1.3过零触发集成电路1.3.1可控

7、硅过零触发电路在炉温控制中的应用图1所示为可控硅无触点开关电路原理图,电路主回路两相由可控硅控制,另一相直接接负载。可控硅不导通时,三相均无电流。这样不但节省了两只可控硅,触发电路也得到相应简化。每只可控硅工作于半波整流状态,输出为交流电压。采用单向可控硅反并联,而不采用双向可控硅,是因为单向可控硅工作可靠性更高些。反并联可控硅一般不会发生反向击穿现象,故省掉了过电压保护环节。-16-武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书图1.2　可