由于变速恒频(VSCF)发电机系统出口电压的频率比较稳定、总的谐波畸变率比较小,而且基本不受原动机转速波动的影响,使得它作为高质量电源更适合于国防和部分要求高的民用场合。本文结合一款小型逆变式变速恒频发电机系统的开发,详细介绍了集中绕组外转子永磁同步发电机的设计、整流逆变(AC-DC-AC)电路参数的选择和整个系统的控制。由于变速恒频发电机系统采用集中绕组外转子永磁同步发电机,而该类发电机没有现成的分析计算方法和经验公式,本文为该电机建立了非线性变网络磁路分析模型,给出了等效磁路结构,推导了各部分磁导计算公式,用节点磁位法建立非线性磁路方程,并用Gauss-Seidel迭代法进行求解得到发电机的磁链波形和电势波形,编写了发电机分析程序。考虑到设计要求,选择以Atmega16L和CPLD组合构成SPWM发生器,通过TLP250驱动芯片控制IGBT导通和关断,计算选择了主电路、缓冲电路、滤波电路和采样电路等各部分器件参数,给出了系统控制策略。最后,设计制作了实验样机,进行了大量的实验并获得了实验数据和波形,针对实验结果进行了一定的分析,得出了一些有益的结论。结果表明,本系统的方案达到了设计要求,特别适合于对波形要求比较高、感性负载比较重的场合,具有极为诱人的市场前景。