同步双频感应加热电源的研究

仿真输出结果如图4所示。同步双频感应加热电源电路工作达到稳定状态时，等效负载两端的电压呈现中频信号和高频信号叠加的周期振荡波形，电压信号波形的轮廓为中频输出的电压信号轮廓，从该波形还观察到高频信号频率约为中频信号的20倍。
高频感应加热电源单元及中频感应加热电源单元各自输出的波形，幅值及相位差正常，互不干扰。中频单元输出电流存在少量谐波。
在仿真的反复调试中发现，改变电路高频单元中阻抗元件参数，对中频单元输出的电压电流波形影响很小，但改变中频单元中阻抗元件参数，对高频单元的电压电流波形影响相对较大。

5 同步双频感应加热电源硬件试验结果
利用一台已有的MOSFET高频感应加热电源及一台IGBT中频感应加热电源，搭建试验台，高频部分频率198 kHz，功率28．5 kW；中频部分频率10 kHz，功率56 kW。对一件12齿轮的工件进行感应加热淬火，中高频部分同时起动。

试验结果表明达到均匀淬火效果时，加热时间为2．5 s。通过电路示波器观察到电源负载变压器初级电压波形如图5所示，该波形表现为中频电压波形和高频电压波形叠加的周期性振荡波形，其中高频电压信号的频率为中频电压信号频率的20倍。高频成分峰峰值约2 200 V，中频成分峰峰值约750V。

6 结论
对同步双频感应加热电源的电路结构及应用进行了理论分析、仿真研究和硬件试验。同步双频感应加热技术优势可总结如下：同步双频感应加热技术与传统方式相比，具有消耗能源少，需求空间小，产量大的优势。
基于已有的IGBT和MOSFET开关电源搭建了同步双频感应加热电源的样机和试验平台，通过对一件12齿的齿轮工件进行感应加热淬火，从
而进行同步双频感应加热的试验，验证了该双频拓扑结构和参数的正确性，得到的试验波形与仿真波形基本吻合。