随着港口贸易扩张和港口污染之间的矛盾逐步加大,在港口为停泊的大型轮船提供清洁能源的呼声与日俱增,将港口电能引入船舶成为最实际、最有效的解决方案。由于中国、日本等国380V,50Hz的交流电标准不同于大部分欧洲国家440V,60Hz的交流电标准,而船舶的用电标准普遍遵循欧洲的交流电标准,想要在非440V,60Hz交流电标准的港口为船只供电,必须提供一种交流电变频设备,将380V,50Hz的交流电转换成440V,60Hz的交流电。本课题的目的正是为了解决港口交流电变频的问题,设计一种的大功率交流电变频稳压设备。针对大功率交流变频稳压设备在港口应用中的广泛需求和现今市场上该类设备在大功率条件下稳定性低、使用寿命短等缺陷,本文提出了一种安全可靠、使用寿命长、转换效率高的变频稳压系统的设计。该设计从方案上摒弃了通用变频设备中电能转换电能的思路,而采用电能转换机械能再转换到电能的方法,先将市电通过直流电机转换成机械能,然后由直流电机拖动交流发电机发电,将机械能转换成电能。频率的转换通过直流调速器调节直流电机转速实现,电压的稳定通过负载电流正反馈和输出电压负反馈结合控制的方式实现。此方案的优点是变频过程通过使用机械器件实现,避免在大功率下使用电子器件,提高了系统的稳定性。输出电压通过多种反馈共同调节,并且输出电压负反馈加入了PID控制,减小了因负载变动造成的输出电压改变,增强了输出电压的稳定性。通过大量实验结果表明,本设计提出的大功率变频稳压系统实现了设计的初衷。该系统不仅克服了现有设备的致命缺点,实现了大功率条件下交流电频率的转换,还具有绿色无污染、转换效率高,安全可靠、实用性强等优点。由于转换过程采用机械器件而非电子器件,转换效果不会随着功率增大而减弱。与市场上同类产品相比,功率越大,本方案的优势越明显。通过市场反馈结果表明,该系统不仅可以广泛应用在各大小港口,还可以用于交流电机调速等需要非本地工频交流电的场合。