本文針對真空電弧爐直流電源在熔煉階段數字PID 控制存在電流超調與響應速度矛盾的問題，提出了模糊控制和PID 控制相結合的控制策略，著重介紹了模糊控制方法的應用，并在Matlab 中對單個電源模塊進行仿真。實驗結果證明了這種控制方式的可行性和優勢，具有良好的應用前景，且符合直流電源智能化、模塊化的發展趨勢。

　　真空電弧爐是金屬熔煉的重要設備，而高效、穩定的直流供電電源是保證電弧爐正常運行的關鍵。電弧爐可分為起弧、熔煉、補縮等工作階段。空載起弧時，真空電弧爐的起弧電壓一般為50 V~80 V，既需要防止起弧電壓過低無法啟動，又需要抑制過高的電壓損壞坩堝。所以實際操作中，起弧時應采用電壓閉環調節，而熔煉中應采用電流閉環，以構成穩定度好的恒流控制。目前冶金行業大多采用經典的PID 調節器，本文根據模糊控制理論，著重針對電流閉環提出了一種模糊控制和PID 控制相結合的控制方法。

　　1、直流電源主電路結構

　　小型化是直流電源發展趨勢之一，在此本文介紹一種小型電源模塊的結構。三相交流經三相不可控整流變為直流，然后在全橋逆變電路轉化為高頻脈沖，再經高頻變壓器降壓，最后全波整流，輸出直流電供電弧爐使用。輸入380 V 的交流電，輸出直流電流1 kA，輸出電壓20 V~50 V。C1 為輸入濾波電容，Lf 和Cf 構成輸出LC 濾波環節，T1~T5 為五個高頻變壓器。其中全橋逆變電路由TMS320F2812 控制，是整個電路的核心。綜合設備輸出參數要求及經濟性，我們選用IGBT 為逆變功率元件。

圖1 單個電源模塊主電路原理圖

　　4、實驗環節與結論

　　本文利用Matlab/Simulink 仿真軟件對模糊和PID 算法控制的電流環進行仿真，額定輸出電流1 kA，電壓20 V~50 V。仿真結果如圖8，實驗仿真結果表明模糊控制和PID 控制相結合的方法有良好的控制結果，響應速度快，且穩態精度高，超調較小。本文從理論上證明了模糊控制和PID 控制的可行性和優勢。但由于在仿真中很多元器件都是理想模型，與實際使用的元件存在偏差，在實際需要通過查看實際輸出電壓和電流進行調整。同時本文未考慮電磁干擾可能對控制電路的影響，這也是實際調試時需要考慮的問題。

圖8 實驗電流波形圖