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感应加热技术是利用电磁感应原理,把工件放到感应线圈内,感应线圈内输入中频或频交流电,感应线圈产生交变磁场,使处于交变磁场中的金属材料内部迅速感应出电涡流,从而使工件加热升温,完成对被加工工件的加热。感应加热是目前金属加工过程中一种主要加热方式,是取代煤炭加热、油料加热、燃气加热,以及电炉加热、电烘箱加热等加热方式的理想选择,对国民经济发展有很大的推动作用。但是在针对齿轮等结构凹凸不同的复杂工件时,因为集肤效应的影响,使得被加热工件受热不均,往往会使工件发生变形并且达不到理想的性能指标。针对这种问题,我们需要研究双频感应加热技术。 本文对感应加热电源进行了总体方案的设计,直流电源经过多电平逆变器得到合成的波形,合成的波形经过选频槽路得到双频信号。对多电平逆变器进行了具体分析研究并且设计了选频槽路。 为了实现感应加热电源的双频输出,设计了两种形状的多电平波形,根据傅里叶分析法分别分析这两种电平波形的基波和三次谐波的幅值与开关角度的关系,选择两种电平波形中三次波幅值含量较大的电平波形。选定电平波形后,具体分析选定电平波形在限制开关角度的条件下幅值的调节范围,得到开关角度与基波和三次谐波幅值的对应关系。在此基础上为了实现双频信号幅值的单独调节,利用前馈补偿原理实现系统解耦调节,计算不同的角度,使得特定角度的改变只改变特定的谐波幅值。最后通过仿真和硬件电路实验验证了该方法的可行性。