1. 研究目的与意义（文献综述）

自古以来，江河湖海在人类的发展与文明中具有非常重要的作用。无论是起源于姬水和姜水之畔的五千年华夏文明，或者是恒河流域的古印度，或者是尼罗河畔的古埃及，抑或是源于底格里斯河与幼发拉底河两河流域的古巴比伦，皆有一个很突出的共同点---发源于大江大河。究其原因，除了具有丰富的水资源及水产资源，还有便捷的水运条件。由此观之，港口的萌芽已有悠久的历史。甚至还有许多因港口而发展起来的城市，中国的上海及连云港，日本的东京，美国的纽约及旧金山，韩国的釜山等都是以港兴市的典型代表。据有关资料显示，全球35个国际化的城市，其中有31个是因为有港口而发展起来的国际化的城市。前10名的城市几乎都是港口城市。有资料显示，全球财富的50%集中在沿海港口城市。国家对海洋资源越来越重视，“南海战略”的提出和“一带一路”的发展也证明了这一点。在未来，港口亦将在国家发展中扮演重要角色。

国家的发展离不开港口，港口必然离不开港口机械，而起重机就是港口机械的重要组成部分。随着时代的的发展，大型化、专业化必然是是港口起重机未来的发展趋势，这也意味着现代港口起重机在电气传动控制调速性能要求比一般起重机要高，以保证在进行装卸作业时平稳、可靠，且有良好的低速就位性能。很显然，传统的直流电动机调速控制有维护不便，价格昂贵，容量上也有一定限制，已难以满足港机作业的要求，因此，用可调速的交流电机来代替直流电机，从而降低成本，提高运行的可靠性十分有必要。就目前来说，交流异步电机变频调速是交流电机最完善的调速方式，可以在整个调速范围内连续控制，调速较为平滑、精度教高。变频调速的平滑调速和其较高的稳定性是港口电机调速的方向。变频器在港口机械企业已经得到普遍的认可。目前生产的港口起重机几乎都使用变频调速。起重机械行业中变频调速控制系统主要采用变频调速技术和可编程逻辑控制技术，真正实现了变频器在位势能负载上的应用，可取代传统的起重机调速系统，适用于新设备的制造和既有设备改造。

随着电控技术尤其是变频调速技术的飞速发展，变频调速技术将以其诸多调速技术中的优点得到更大范围的运用，从而提高起重设备的性能。同时，随着机械行业的发展，配置的变频器也会随科学技术等因素的提高而进一步的优化升级。但在国内，交流变频调速在起重机特别是大吨位起重机上的应用才刚起步，原因在于起升机构。任何起重机械都是依靠起升机构升降货物的。起升机构是起重机不可缺少的工作机构，没有它就不能称其为起重机。起升机构是最重要的机构，并且它的工作好坏将直接影响到整台起重机的工作性能。起升机构通常有以下几个方面的任务：（1）从地面上起升重物以及把重物从空中放回到地面上，与其他机构配合实现货物的位移。（2）机构能够以各种不同的速度起升和下降重物。（3）能够在起升运动状态和下降运动状态下制动，使货物停留在空中任意位置。（4）在电动机突然断电的情况下，重物能够静止在空中。（5）当电机通电后，悬空状态下的重物，能够继续起升或下降，整个机构恢复正常工作状态。起升机构工作原理如下：电动机通过联轴节与减速器的高速轴相连。机构工作时，减速器的低速轴带动卷筒，将钢丝绳卷入或放出，经过滑轮系统，使吊钩实现上升或下降。机构停止工作时，制动器使吊钩连同货物静止在空中，吊钩的升降靠电动机改变转向来转换。作为起重机核心机构的起升机构其位能性负载特性和使用安全性的需求使一般通用变频器在性能上不能满足要求。低频时能否达到恒转矩输出；空中是否溜钩等问题一直是起重机起升机构使用变频调速的难点，还有起升机构重载下放时其再生制动能量是消耗在制动电阻上还是回馈回电网，这些一直都给起重机使用全变频调速控制系统带来困惑。近年来，矢量控制变频器的出现给起重机能安全使用变频调速技术带来了生机，国外、国内各大专业电气公司也都在致力于这方面的开发和研究，因此，怎样使矢量控制变频调速技术用于起重机电气传动，实现四象限运行，保证起升机构各种工况要求和良好的低速就位性能，对推动港口机械电气控制与调速系统的更新换代，具有非常实用的意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1毕业设计（论文）的主要内容：

2.1.1文献调研，技术条件分析。

2.1.2 变频调速电气系统总体设计方案制定。

3. 研究计划与安排

3.1 3月01日~ 3月15日，外文资料翻译，文献资料检索。

3.2 3月01日~ 3月30日，整理开题报告并上传。

3.3 3月13日~ 4月02日，文献调研，技术条件分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 段立辉. 恰甫其门式起重机电气控制系统的设计. 中国水能及电气化. 第十期 . 2014年10月

[2] 林韶东. 浅析起重机电气控制系统的设计. 大科技 . 2011年6月

[3] 戴明宏. 起重机变频调速控制系统的设计与研究. 西南交通大学. 2004