冷朝霞 刘庆丰

（西安理工大学自动化与信息工程学院 西安 710048）

基于多电平逆变器的感应加热双频率输出设计

冷朝霞 刘庆丰

（西安理工大学自动化与信息工程学院 西安 710048）

为了提高双频率感应加热设备的电源利用率，对基于多电平技术的双频感应加热的电压输出问题进行了研究。采用阶梯波近似模拟所需双频信号的合成波形，依据近似波形构造逆变器的输出电压波形。利用输出波形的傅里叶展开式，建立以逆变器触发延迟角为自变量的频率信号幅值方程。基于方程的求解结果，对所构造的输出电压信号和相同电平数的常规多电平信号进行基波调制系数及3次谐波调节范围的对比分析、所构造的输出电压信号具有更大的谐波调节范围。采用二极管钳位H桥逆变器拓扑，设计了实现所构造电压信号的逆变器触发方式，并兼顾考虑了逆变器分压电容的电压均衡问题。逆变器的仿真与实验结果验证了所提逆变器触发方式的有效性及对所构造信号计算分析的正确性。

感应加热 二极管钳位逆变器 双频率输出 谐波调节范围 触发方式

0 引言

感应加热装置是利用电磁感应原理，通过感应线圈将电能转化为热能的设备，已被应用于许多工业领域，如透热、熔炼、热处理和焊接等[1-3]。已有的研究表明，感应线圈中的电流频率是决定工件加热性能的重要因素。由于电流频率的二次方根与工件的加热厚度（透入深度）成反比，频率影响感应电流的大小及工件的升温速度。……