随着逆变技术的发展和金属切割的广泛应用，新型的逆变式空气等离子切割机越来越受人们的关注。针对常规的火焰切割与激光切割存在的问题，本文研究的新型的等离子切割机具有切割质量高、切割范围广、速度快、损耗小、成本低等优点，进而促进了金属加工业的发展。因此，成为当今人们研究的热点。　　本文主要的研究内容是对比目前常用的等离子切割电源的主电路拓扑，研制了基于半桥逆变电路的16kW空气等离子切割电源。该电源的主电路拓扑是三相交流电经过EMI滤波器，通过Boost电路升压和完成功率因数校正后，输出稳定的直流电压，然后经过半桥DC/AC的逆变结构，再经过高频变压器隔离降压，最后整流成直流电给引弧电路。本文采用的非高频引弧电路能够有效的减小传统高压高频引弧方式在引弧瞬间对电源系统造成的强大的电磁干扰。并对非高频引弧电路的工作过程进行详细分析，重点研究导致引弧失败的几个关键因素，提出相应的解决方案。同时本文研究了电源主电路中关键元器件的参数设计与选取方法，着重叙述了辅助电源、变压器和电感等磁性元件的设计步骤。并利用Pspice仿真软件对等离子切割电源的主电路拓扑进行了仿真验证。　　最后，在理论分析和设计的基础上，搭建了切割电源实验装置，输出功率为16kW，频率为18kHz，输出电流为30～100A连续可调，最大切割能力为32mm厚的钢板，通过实际的调试和测试，该电源能够稳定引弧和切割，验证了本文所设计电路的可行性。