大容量400Hz中频逆变电源相对于传统旋转机组式中频电源具有很大优势,已逐渐取代传统旋转机组式中频电源,广泛应用于舰船系统、航空电源系统、高性能不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)等重要场合。但由于大容量400Hz中频逆变电源输出电压基波频率高,幅值低,输出电流大,从而导致了开关频率和控制带宽间的矛盾;中频逆变电源的负载一般多为非线性和不平衡负载,为得到高性能的中频逆变电源,传统的逆变电路拓扑已不能直接应用,且需要选择合适的控制策略;在大容量中频逆变电源的数字化系统中,由于开关频率的限制,加上低开关频率下传统数字SPWM(Sinusoidal Pulse-Width Modulation)方法带来的延时对中频逆变系统性能影响较大,需要进一步研究如何减小数字延时。本文从逆变拓扑着手,通过选择合适的逆变拓扑及调制策略,实现逆变器等效开关频率的提高,同时满足不平衡及非线性负载需求,结合当前研究中提出的控制策略,并在此基础上加以改进,力求对中频逆变器存在的关键问题提出更好的解决方案,实现对逆变器输出波形质量控制,得到高动态、静态特性及高稳定性的大容量400Hz中频逆变电源。以多电平逆变器拓扑为基础,分析几种传统多电平拓扑结构的优缺点,并提出了一种改进多电平拓扑结构——两单元五开关级联H桥逆变器。改进拓扑在使用较少开关器件时能够输出较多电平数,提高了逆变器输出电压波形质量,并且提高了逆变器等效开关频率;然后介绍了载波移相和载波移幅两种传统SPWM调制策略的原理,并提出了一种改进载波移幅调制策略,通过仿真和实验分析了三种调制策略下输出电压波形质量及其谐波特性,说明了改进载波移幅调制策略的优势;针对改进多电平拓扑,给出了与之对应的改进载波移相调制策略,最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。以单相两单元五开关级联H桥逆变器拓扑为例,建立其等效数学模型,介绍了中频逆变电源系统的双环控制原理,其中控制策略选择比例谐振控制策略,详细分析了比例谐振控制器的原理及其应用于中频逆变系统的不足。通过分析闭环系统的输入输出关系推导出一种改进谐振控制器,改进谐振控制器与传统谐振控制器具有相同的控制作用,且改进谐振控制器具有比传统谐振控制器更高的相角裕度,更加有利于系统的稳定,最后通过在不同类型负载及不同工况下进行仿真实验,说明了改进谐振控制器的有效性。针对数字控制过程引入的延时问题,本文首先介绍了延时对中频逆变系统的影响,之后详细分析了对称规则采样法和不对称规则采样法两种传统数字SPWM方法的原理及引入延时的机理和大小,并介绍了能够有效减小延时的多次采样立即更新法的工作原理及引入的延时大小,说明了该方法适用于大容量中频逆变电源的数字控制。