传统的发电机一般是单相工频发电机，体积大且笨重，移动携带也很不方便；如果使用三相中频发电机则可大大减小体积和重量，也易于携带。但是中频发电机输出的是频率和幅值都与市电不同的三相交流电，一般用电设备不能直接使用，需要由逆变电源来转换成单相工频正弦交流电。
这里所用的发电机输出三相交流电频率为400 ~760Hz，电压为3TO~540V，通过逆变电源转变成幅值230V，频率50Hz的单相交流电。发电机带有油门控制，可以由外部通过油门调节发电机的输出；还有一路10V左右的交流电压，可以作为逆变电源的同步信号并为辅助电源供电。
2系统结构及工作原理逆变电源主电路结构要实现引言中所说的电压变换的功能，宜采取先整流成直流，再逆变成交流的方法。逆变电源的主电路如所示。由主电路图可以看出，系统结构主要分为两部分，前级为整流部分，后级为逆变部分。
逆变电源主电路图中频发电机输出的三相交流电进入逆变电源后，先经过三相半控桥相控整流，再由电容滤波，得到的直流侧电压，经单相桥式SPWM型逆变电路逆变，由LC滤波电路滤波，得到单相交流电。将直流侧电压作为反馈量进行控制，通过调节三相半控桥晶闸管的触发角和发电机油门，保持直流侧电压的恒定；逆变部分则采用开环控制。
把直流侧电压的反馈量引为控制量，是考虑到发电机的输出变化范围太大，如果采用不控整流，会给逆变部分带来太大的压力，所以前级的整流使用晶闸管相控整流，使用单片机组成的数字触发电路来控制晶闸管触发角和发电机输出，将直流侧电压稳定在一定值上。
逆变部分的控制可以采用开环控制或者闭环控制。使用开环控制的不足之处主要有：输出波形质量差，总谐波畸变率高；系统动态响应速度慢。而使用闭环控制可以克服这些问题，但是和开环控制相比较，闭环控制也有不足之处。首先，由于引入了输出量反馈，必需相应使用检测元件，系统的成本增加；其次，如果控制系统设计不好，运行过程中由于各种因素影响有可能造成逆变器输出电压振荡不稳定，系统的可靠性降低。本试验没有使用闭环控制主要是从成本来考虑，而且通过前面晶闸管触发角与发电机油门的控制，可以达到预期的性能指标。综合考虑，逆变部分宜采用成本较低、操作简单易行的开环控制方法。
3整流部分的控制3.采用单片机的数字触发电路和数字PID算法在晶闸管相控整流装置中，使用一般的分立或集成触发器，硬件电路复杂，元件易老化，调试困难，存在温度漂移和抗干扰能力差等缺点。
―51系列单片机组成的数字触发器，硬件电路简单，实时控制精度高，输出触发脉冲安采样时刻序号，农拥N步G号Li全可靠、对称性好，抗干扰能力强，克服了模拟式触发器的缺点。能充分发挥C51单片机的高速数据处理和计算能力，对直流侧电压进行闭环控制，得到高性能的调压装置11. PID控制仍旧是目前应用最广泛的一种控制方式，当PID控制采用模拟形式实现时，它的结构简单参数易于调整。随着单片机和DSP技术的发展，用数字算法替代模拟式PID控制器，使数字PID控制不断改进和完善，在很多方面的应用取得了很好的效果。
PID算法根据采样时刻偏差量计算控制量，其控制表达式为-第k次采样时刻，控制器的输出数字量-第k次采样时刻的控制偏差量-第k一1次采样时刻的控制偏差量-比例增益-积分常数-微分常数称为位置式PID算法。其中包含误差的累加，计算起来比较繁琐。经过简单推导后，可得增量式PID算法如下由式（2）可以看出，数字PID控制器主要参数是Kp、Ti和Td.如何确定控制器参数，使整个系统具有满意的稳态和动态特性，是系统设计的关键。
3.2控制电路硬件结构及工作原理整流部分控制电路结构如所示。
从可以看到，数字触发电路的核心是单片机，其接收的信号有同步信号、电压采样信号和检测的故障信号，发出的信号有触发脉冲、油门控制信号以及逆变部分的启动信号。
系统上电复位后，直流侧电压经由采样电阻采样送到单片机的内部AD，由AD转换为数字量，与单片机内部设定的数字量进行比较，得到的误差量经过数字PID算法，计算出和晶闸管触发时刻相对应的时间量，来调节晶闸管的触发时刻，从而保证直流侧电压的稳定；如果直流侧电压通过晶闸管触发时刻的调节不能保持稳定，则可以通过单片机来控制发电机油门，调节发电机输出的大小，最终达到直流侧电压的稳定。
同步信号由发电机提供，从发电机引出后经光耦隔离，进入单片机的INT1外部中断，每一个同步信号周期，中断响应一次，单片机的中断处理程序进行同步信号周期计算、AD转换、PID计算及输出三相晶闸管的触发脉冲等。触发脉冲经光耦隔离、三极管发大后送入晶闸管的门极。
故障检测包括过流和过压检测。当回路发生过流时，由单片机即时作出反应，关闭逆变部分的触发信号，使逆变部分停止工作；当检测到直流侧过压时，关闭晶闸管的触发信号，使整流部分停止工作。故障排除后，单片机发出信号，开启逆变器触发脉冲，使系统开始正常工作。
4逆变部分的控制按照面积等效原理，使PWM波形脉冲的宽度按正弦规律变化，从而与正弦波等效，我们称之为SPWM波形。
生成SPWM的方法有两种：自然采样法和规则采样法。自然采样法要求解复杂的超越方程，在采用微机控制技术时需花费大量时间；规则采样法是一种应用较广的工程实用方法，其效果接近自然采样法，但计算量却要小得多2.本实验采用规则采样法。
将按照规则采样法得到的数据保存在存储器中，由存储器按一定的时间间隔将这些数据发出；采用这样的方法，可以降低硬件电路的复杂程度，缩短开发周期。逆变部分控制电路由晶体振荡器、计数器（4040）、储存SPWM波形数据的存储器数据处理和计算能力，对直流侧电压进行闭环控制。振荡器为计数器提供时钟脉冲，EPROM根据计数器输出的地址，输出触发信号，经驱动芯片送到功率器件，输送完一个周期后，计数器复位，开始下一个周期，如此周而复始。
如果/cuxx是计数器时钟频率，N是EPROM存储的SPWM波形数据个数，则基波频率可按下式计算3 409.6kHz.载波频率取10kHz，载波比为200. 5实验结果采用上述结构及控制方法研制了一台中频发电机用逆变电源。电源额定输出为230V、50Hz、1000W.具体选用的器件参数如下：晶闸管整流桥选用IXYS的三相半控桥模块VVZ1624i1，直流侧电容470冲/450V，逆变全桥使用单管IGBT―SGH40N60UFD，LC滤波电路参数选择L=3mH，C单片机选用Philips单片机小型封装系列的P87LPC767，内部带有4通道8位AD转换器。
输出电压额定值为230V，取直流侧电压的稳定值为390V，调制比0.9，则输出正弦电压的最大值约为390X0. 9=351V，有效值约为=除去IGBT的管压降及开关死区影响所造成的电压损失约18V，这样得到输出电压的有效值大概在、5分别为装置空载和满载时输出的正弦电压波形，空载时电压的有效值为242V，满载时电压的有效值为215V，输出频率均为50Hz. 6结论采用晶闸管相控整流，能够很方便的控制直流侧电压，降低了逆变侧功率器件的电压等级。采用单片机组成的数字触发电路，将数字触发装置与PID调节技术相结合，能充分发挥C51单片机的高速逆变电源满载时输出的正弦波形目前，此中频发电机用逆变电源己经实验完毕，并即将投入批量生产。试验样机与中频发电机联机运行可靠、稳定。