[发明专利]一种基于闭环控制加热导体胚料的方法和设备

说明书

本发明公开了一种基于闭环控制加热导体胚料的方法和设备，应用于高温超导直流感应加热系统中，该方法包括：根据所述导体胚料的目标轴向温度分布确定磁场适配调节单元中的伺服电机的控制指令集合；基于所述控制指令集合依次控制所述伺服电机进行转动，以使磁场适配单元达到与所述目标轴向温度分布对应的位置分布；获取所述导体胚料在所述位置分布下加热后的测量轴向温度分布；根据所述目标轴向温度分布和所述测量轴向温度分布进行闭环控制，以使所述测量轴向温度分布达到预设加热精度，从而在按照指定的轴向温度分布目标加热导体胚料的过程中，实现对加热温度误差的有效控制，提高了温度调控精度。

技术领域

本申请涉及高温超导直流感应加热技术领域，更具体地，涉及一种基于闭环控制加热导体胚料的方法和设备。

背景技术

当前高温超导直流感应加热技术，通常由直流电通过超导磁体产生强直磁场，选用适当的磁通集中器将该磁场集中到感应加热的工作气隙，通过电机驱动导体胚料在该工作气隙中旋转(即导体切割磁力线)，使胚料工件内形成涡流生热现象，达到温度升高的效果。与传统电磁感应加热技术不同的是，其胚料内部加热效率高，具有良好的径向温度均匀性，适用于高效、均匀地对各类有色金属进行加热处理。

在铝型材挤压加工中，挤压前需要对铝胚料进行预热，铝料的预热温度需要保持在其溶线温度和固熔相线温度之间，并且需要配合挤压速度进行调节，太高会引起撕裂现象，太低会减低挤压速度。此外，实际应用中，还需要根据胚料工件不同的型号、性能等要求，灵活并准确的调节胚料的轴向温度分布。

在当前已知的高温超导感应加热方法和设备中，胚料工件的轴向温度分布和加热效果的调节和控制，通常采用模型匹配、数值计算或者仿真实验等预处理和计算，再用人工或者自动控制的方法，对工作气隙的磁场强度按照预先确定的调整模式，进行一次或多次的开环调节来实现。

由于没有采用有效的温度分布效果反馈和控制，所以对目标温度分布的调节控制不够精确，存在各类调节误差，例如，在对工作气隙中的磁场强度进行预处理的环节，通常存在模型预测的误差；在磁场强度的调节控制阶段，又容易产生位移误差。在工业生产中，这些误差的存在是必然的，但是基于自动化工业生产和智能化高端制造的要求，多种应用场合都需要对误差进行测量和控制，以确保各类误差的总和，不能对加热效果的精度产生不良影响。

由此可知，如何运用高温超导直流感应加热技术在按照指定的轴向温度分布目标精准地加热导体胚料的基础上，实现对加热温度误差的有效控制，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种基于闭环控制加热导体胚料的方法，用以解决现有技术中对导体胚料进行轴向温度分布调控时不能有效控制加热温度误差的技术问题，该方法应用于高温超导直流感应加热系统中，所述加热系统中设置有多组一一对应的磁场适配调节单元和磁场适配单元，该方法包括：

步骤S1，根据所述导体胚料的目标轴向温度分布确定所述磁场适配调节单元中的伺服电机的控制指令集合；

步骤S2，基于所述控制指令集合依次控制所述伺服电机进行转动，以使所述磁场适配单元达到与所述目标轴向温度分布对应的位置分布；

步骤S3，获取所述导体胚料在所述位置分布下加热后的测量轴向温度分布；

步骤S4，根据所述目标轴向温度分布和所述测量轴向温度分布进行闭环控制，以使所述测量轴向温度分布达到预设加热精度。

优选的，所述步骤S4，具体为：

根据所述目标轴向温度分布和所述测量轴向温度分布确定轴向温度误差分布；

当所述轴向温度误差分布中任一误差分量的绝对值大于所述预设加热精度时，基于所述温度误差分布确定所述目标轴向温度分布，执行所述步骤S1；

当所述轴向温度误差分布中每一误差分量的绝对值均小于所述预设加热精度时，结束所述闭环控制。