弧焊逆变电源具有控制性能好、动态响应快、易于实现焊接过程的实时控制等优点，在性能上具有很大的潜在优势，因此在焊接领域得到越来越广泛的应用。从长远观点来看，弧焊逆变电源是焊接电源的发展方向。但与发达国家相比，目前我国在弧焊逆变电源的研制和应用中还存在着很大的差距。本文为熔化极CO2保护的IGBT逆变半自动弧焊机电源研制了一套控制系统。主要工作包括以下几点：①根据CO2气体保护焊机的工艺要求，设计了一套弧焊逆变电源的控制系统。根据熔化极CO2焊机具有燃弧和短路两种工作状态，且两种状态下控制目标不同的特点，在控制系统中设计了双闭环反馈：焊接电压反馈及焊接电流变化率di/dt反馈。②电源控制电路以PWM控制芯片TL494为核心。利用电压负反馈实现所要求的平外特性。对电源动特性的控制通过改变反馈电路中的给定焊接电压实现。控制电路中还设计了驱动电路和保护电路。此外，由于焊机为半自动焊机，论文中设计了焊丝的自动送进系统及其调速控制系统。③为了设计控制系统中误差放大器的参数，利用状态空间平均法建立了电源系统的低频小信号数学模型，进而利用控制理论中的频域分析法设计了系统的补偿网络，即误差放大器的参数。根据加入补偿网络后的开环传递函数，分析了系统在小信号扰动时的稳定情况及系统对阶跃信号的跟踪能力。分析结果证明：电源系统在短路和负载工作状态下都可以稳定工作。④根据弧焊电源系统工作在大信号扰动状态下的特点，建立了电源系统的大信号仿真模型。并利用Matlab仿真软件对其进行仿真研究。仿真结果证明所设计的电源控制系统在强烈的负载大信号扰动下，能够稳定工作，仿真波形满足CO2焊的工艺要求。⑤制作、调试了一套电源控制电路的硬件系统。并上机进行焊接实验，测量弧焊电源系统的外特性曲线。实验结果表明：所设计的弧焊电源系统工作稳定，焊接时飞溅小，实现了要求的平外特性曲线，满足焊接工艺的要求。