8kw電加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(計算機控制-蔡林志)(編輯修改稿)
2025-08-03 11:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 脈動的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑的直流電壓。但這樣的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動（一般有+10%左右的波動）、負載和溫度的變化而變化。因而在整流、濾波電路之后，還需要接穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當電網(wǎng)電壓波動、負載和溫度變化時，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。整流裝置采用二極管橋式整流，穩(wěn)壓芯片采用7805，配合電容將電壓穩(wěn)定在5V，供控制電路、測量電路和驅(qū)動執(zhí)行電路中弱電部分使用。除此之外，220V交流市電還是加熱電阻兩端的電壓，通過控制雙向可控硅的導通與截止來控制加熱電阻的功率。低壓交流電即變壓器二次側(cè)的電壓，通過過零檢測電路檢測交流電的過零點，送入單片機后，控制每個采樣周期內(nèi)雙向可控硅導通正弦波個數(shù)的方法來調(diào)節(jié)加溫功率。 輸入通道設(shè)計 溫度檢測電路溫度檢測元件選用溫度傳感器AD590。AD590是美國ANALOG DEVICES公司的單片集成兩端感溫電流源。其主要特性如下：流過器件的電流(μA)等于器件所處環(huán)境的熱力學溫度(開爾文)度數(shù)：Ir/T=1式中，Ir—流過器件(AD590) 的電流，單位為μA；T—熱力學溫度，單位為K； (2) AD590的測溫范圍為 55℃~+150℃；(3) AD590的電源電壓范圍為4～30 V，可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件即使反接也不會被損壞；(4) 輸出電阻為710 mΩ；(5) 精度高，AD590在 55℃~+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差僅為177?！?。 A/D轉(zhuǎn)換電路ADC0809是一個典型的逐次逼近型8位A/D轉(zhuǎn)換器。它由8路模擬開關(guān)、8位A/D轉(zhuǎn)換器、三態(tài)輸出鎖存器及地址鎖存譯碼器等組成。它允許8路模擬量分時輸入，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量輸出是三態(tài)的（總線型輸出），可以直接與單片機數(shù)據(jù)總線連接。ADC0809采用+5V電源供電，外接工作時鐘。當?shù)湫凸ぷ鲿r鐘為500KHz時，轉(zhuǎn)換時間約為128us。輸出通道采用過零觸發(fā)器，由光耦驅(qū)動電路和雙向可控硅電路組成。（1）光耦驅(qū)動電路在驅(qū)動電路中，由于是弱電控制強電，而弱電又很容易受到強電的干擾，影響系統(tǒng)的工作效率和實時性，甚至燒毀整個系統(tǒng)，導致不可挽回的后果，因此必須要加入抗干擾措施，將強弱電隔離。光耦合器是靠光傳送信號，切斷了各部件之間地線的聯(lián)系，從根本上對強弱電進行隔離，從而可以有效地抑制掉干擾信號。此外，光耦合器提供了較好的帶寬，較低的輸入失調(diào)漂移和增益溫度系數(shù)。因此，能夠較好地滿足信號傳輸速度的要求，且光耦合器非常容易得到觸發(fā)脈沖，具有可靠、體積小、等特點。所以在本系統(tǒng)設(shè)計中采用了帶過零檢測的光電隔離器MOC3061，用來驅(qū)動雙向可控硅并隔離控制回路和主回路。MOC3061是一片把過零檢測和光耦雙向可控硅集成在一起的芯片。其輸出端的額定電壓是400V，最大電壓上升率dv/dt為1000v/us，輸入輸出隔離電壓為7500V，輸入控制電流為15mA。在驅(qū)動執(zhí)行電路中，、經(jīng)過三極管放大后驅(qū)動光耦合器的放光二極管，MOC3061的輸入端導通，有大約15mA的電流輸入。當MOC306的輸出端6腳和4腳尖電壓稍稍過零時，光耦內(nèi)部雙向可控硅即可導通，提供一個觸發(fā)信號給外部晶閘管使其導通；、MOC3061截止，雙向可控硅始終處于截止狀態(tài)。（2）雙向可控硅電路在本設(shè)計中，考慮到電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定和現(xiàn)在市場上銷售的雙向可控硅型號，選擇了工作電壓為400V，通態(tài)電流為4A的雙向可控硅BT136。利用單片機控制雙向可控硅的導通角。在不同時刻利用單片機給雙向可控硅的控制端發(fā)出觸發(fā)信號，使其導通或關(guān)斷，實現(xiàn)負載電壓有效值的不同，
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