钢轨闪光焊机目前多采用柴油发电机组作为焊机供电电源,而移动闪光焊系统采用的是单相电源,焊机的工作特性为低电压、大电流、大功率负荷的剧变,柴油发电机经常需要过载运行,这对柴油发电机有很大的损耗。针对焊机供电问题,提出以超级电容、蓄电池作为储能装置,经过DC/DC变流和DC/AC逆变向闪光焊机进行供电的方案,重点研究变流器及逆变器控制策略,通过加入负载电流前馈的方法,解决负载突变时电压不稳定的问题,以提高整个控制系统的动态响应能力。在对各类常用的双向变换器及逆变器的拓扑结构对比研究后,为了电源能在大功率工况下稳定工作,确定了直流侧采用双向交错并联的DC/DC变换器结构,逆变侧采用单相全桥逆变器结构。对二者的工作原理及调制方式做出了相应的阐述后,结合整体的主电路拓扑结构,提出了焊机电源的系统级控制策略,详细分析了待机、充电、放电的三种工况的工作过程,其中充电、放电为焊机电源的主要工作模式。充放电的工作状态下,分别建立了双向交错并联的DC/DC变换器结构的数学模型,其中充电为Buck模式,放电为Boost模式。基于对数学模型的分析,设计了两种模式下的控制策略,充电模式采用单电流环的恒流限压充电法,由蓄电池向超级电容充电。放电模式时为提高动态响应能力,提出在传统双闭环的基础上加入负载电流前馈,同时为消除二倍频对前馈值的影响,采用了SOGI算法做数字带阻滤波器对二倍频进行消除。单相全桥逆变器仅工作在放电模式下,经过数学模型的分析后,采用了双闭环控制策略来进行控制。为提高控制速度及控制精度引入了负载电流前馈的控制策略。逆变侧控制器则对比分析了PI、PR、准PR三种控制器,电压环选择了控制效果最优的准PR控制器,电流环选择了结构简单的P控制器。根据实际焊轨机的需求,对焊机主电路的滤波模块、开关管耐压、控制电路进行了硬件设计,通过开环仿真验证了参数的正确性。利用Typhoon搭建了电源的半实物仿真平台,对整体的系统级控制策略及各部分控制策略进行仿真,验证控制策略的可行性。