抓斗卸船机可适应不同散货品种的卸船作业,是我国各大散货港口的主要运输设备之一。随着物流行业迅速发展,港口企业对重型运输设备的依赖性越来越大,于是国内外众多港口企业急需一批自动化程度高的节能重型运输设备,以提升行业竞争力。本文以武钢港务公司桥式抓斗卸船机改造项目为背景,对抓斗卸船机的能量回馈型调速系统进行了详细研究。本文针对抓斗卸船机装卸时采用能耗制动方式造成了大量能量浪费,在新系统总体设计方案中采用了能量回馈制动方式,有利于能量回收。主要研究了抓斗卸船机工作时产生再生制动的几种方式,并结合卸船机工艺找到了其实现能量回馈的主要环节,确定了针对抓斗卸船机的能量回馈型调速系统组合方案——通用矢量变频器加三相PWM逆变器,矢量变频器负责卸船机电气驱动系统的电动运行,三相PWM逆变器负责将电动机再生制动产生的能量回馈到电网;考虑到回馈电网的电能质量,还专门对三相PWM逆变器的控制策略进行研究,通过建立电压型有源逆变电路的数学模型,研究了电压型逆变器的双闭环控制系统——电流内环与电压外环控制,并在此控制系统上提出了两项改进——逆变器输出侧采用T型滤波器代替单电感滤波电路以提高系统对高次谐波的滤波能力,以及采用硬件锁相环自动追踪输入信号频率和相位;最后运用高性能仿真工具Matlab对能量回馈型调速系统建模,通过仿真结果验证了抓斗卸船机能量回馈型调速系统优越的动态响应和电网跟随能力。本文研究成果已成功应用于武钢港务公司桥式抓斗卸船机改造并取得良好效果,对我国大型卸船机改造提供了成功经验,特别是对提高卸船机的节能水平具有一定的理论指导意义和实际推广价值。