随着人们对工作环境舒适性的提高，在铁路内燃机车上，逐渐安装了空调设备来改善伺乘人员的工作环境。空调电源是空调设备的供电装置，我国从90年代初就研制各种类型的机车空调电源，虽然取得了一些成效，但其缺点是：与空调机组分体布置，不能根据设定温度变频运行，体积重量大，散热困难，可靠性受到影响，控制比较困难。本文根据机车空调电源的技术要求，设计了一种与铁路机车空调机组一体化安装的变频空调电源，与原有空调电源相比，有体积小、重量轻、运行可靠、控制方便、舒适、价格便宜、利于维修保养等优点。针对机车空调电源系统，本文主要分为以下几个部分：第一部分介绍了现有铁路机车空气调节系统的概况、新型机车空调电源的工作原理、技术参数及特点。第二部分给出空调电源系统总体设计方案，包括主电路与控制电路设计方案，并给出了空调系统的控制策略。第三部分介绍了DC-DC变换器主电路和控制电路的设计。主电路采用Boost升压变换器结构，对直流母线电压进行升压变换；控制电路包括PWM脉冲发生电路和电压负反馈电路。第四部分介绍了DC-AC变换器主电路和控制电路的设计。主电路采用三相全桥电路结构，将直流电逆变为三相交流电，供空调机组使用；控制电路以凌阳单片机为核心控制芯片，电压调制方法为正弦脉宽调制技术，实现电机软启动、变频运行、过载保护等功能。第五部分对空调电源通讯系统的设计做了详细的介绍。在对目前应用较为广泛的几种现场总线进行对比介绍后，确定空调系统总线设计方案；对应用较广的现场总线控制器的特点、功能做了详细的介绍；对通讯系统的硬件设计方案做了详细介绍，采取了相关措施保证总线通讯的抗干扰能力；给出通讯系统软件的详细流程图。第六部分介绍了电源系统辅助控制电路部分。辅助电路包括上位微机人机接口部分、温度采集电路、电压(电流)信号采集、信号调理电路、开机缓冲电路等，分别对电路结构、所用核心芯片做了详细的介绍，最后并对电路的硬件抗干扰措施进行了简要的介绍。第七部分给出实验结果，包括系统硬件试验条件和相关试验波形；对论文的工作做了总结，指出下一步改进的方向。