中频电炉对预应力钢丝进行加热功率与速度的关系

2 温度的自动调节 

温度自动调节器由温度误差PID调节器、功率与速度的匹配、负载的匹配、功率与电压的换算等4部分组成。温度自动调节器如图2所示。 

2．1、功率与速度的关系 

加热材料所需的热功率与材料穿过线圈的速度成正比例关系，用公式表示： 

由式(3)可知，电功率与材料的相对速度成比例关系，但是由于转换效率受很多因素影响，因此电功率与速度的关系不是线性的比例关系。钢丝的直径越小，加热时的非线性越明显，偏差的大小取决于 

钢丝穿过加热线圈的相对速度。为了保持材料的出口温度为一恒定值，控制系统采用分段线性化以得到接近真实的加热曲线。控制系统对整个加热曲线分4段进行线性化，构建速度、电功率加热折线图。 

控制系统采用的加热曲线如图3所示的折线， 

不同规格的钢丝在处理之前，都必须通过调试设置S—P的4对坐标值，设定的值保存在工控机中，而后生产不同规格的产品，只需调用相应的加热曲线即可。中频炉控制系统接受选用的加热参数，控制整个加热过程从交流输入到中频感应输出，电功率必须设定 一个效率因子 来进行匹配。控制系统通过AC／DC整流器的输出电压乘以电流来计算加热时输出的电功率，由于从工频交流输人到直流输出的损耗 

很小，认为Pe(Ac)=P。(Dc)=U。c，Dc，转换的效率因子 Pt／P．(pc)。 

2．2 、负载的自动匹配 

由于炉子的工作频率，材料的规格及生产的线 速度不同都会改变中频炉的电气负载特性，控制系 统采用等效电阻R=Uoc／Ioc来反映电气负载。这个负载不能预先计算，而且随时改变。为了得到所需的加热温度，需要一定的电功率P ，控制系统自动检测直流输出的电流和电压，并计算实际的输出 

功率P 。系统刚开始启动时，根据设定的初始电阻来计算设定的电压值。如果P 。≥P 时，说明实际的电阻值比预设值大，于是增大预设的负载电阻值，同时加大电压的设定值，使输出的功率适当增 

加，直到P 。=P ，反之亦然。负载的电阻值一般 为0～1 l"t，如果把电阻的初始值设为0．5 l"t，同时把系统可以修正的Z大误差设为100％，系统就可以在0～1 Q之间自动修正负载电阻。这样系统时刻控制直流输出电压，保持电功率等于需求值，使系统可以自动跟随电气负载的变化而变化，始终使加热温度满足工艺要求。 

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