中频电源与普通的逆变电源相同,都是利用电能变换技术将市电或者电池等一次电能转换成用户所需要的二次电能的系统和装置,不同的只是中频电源输出电压的频率为中频。关于中频的定义,在不同的场合下都不一样,本文专指输出为400Hz的正弦波。这类中频电源属于特种电源的范畴,一般被广泛应用于航空航天、舰船、雷达、石油、冶金、通信交换机等领域中。早期的中频特种电源大都是采用电机机组产生的,通常由异步电动机和同步发电机构成。这种电源不仅体积大,输出电压和频率的稳定性也差,由于电源由旋转的电机组成,其机械和电磁噪音十分明显,可靠性也较低。因此,研制高集成度、高能量密度和高可靠性的静止式中频特种电源一直是人们追逐的目标,这一目标只有到现代电力电子器件和新型控制理论出现之后才有了实现的可能。本文针对400Hz中频电源系统的主电路和控制电路进行了研究和设计。SPWM逆变器是整个中频电源的核心部件。为了使逆变电源在各种负载情况下均能输出谐波含量低、稳态精度高、动态性能好的电压波形,控制方案采用了电流内环电压外环的双闭环控制,仿真表明这种控制方式能够实现设计要求。双环反馈控制方法原理清晰、易于实现、动态性能好,设计简单,可以很好地消除系统的稳态误差。为了实现三相四线制的电压输出,并且能够带不平衡负载,对多种主电路拓扑结构进行了分析和比较,最终主电路拓扑结构选用组合式三相逆变电源,在硬件上能够很好的满足设计要求。本文采用TI公司的TMS320LF2407A型DSP芯片设计了一种中频逆变电源,对电源主电路实现了全数字控制,提高了输出电压的精度和稳定度。控制算法通过软件编程实现使得系统升级方便,也便于用户根据各自的需要灵活地选择不同的控制功能。然后根据中频电源的组成和工作原理建立了其MATLAB仿真模型,在模型中通过不断调整系统中各元器件和算法参数进行调试。通过连接系统各部分仿真模型,对整个电源系统进行了仿真,并给出了系统的实验波形,验证了理论分析和数字仿真的正确性。最后,介绍了中频电源系统仿真分析软件的设计和开发过程。经实际仿真和分析,试验结果表明该仿真能够真实反映电源系统的动、静态性能,模型设计是准确的。