由于机械整体振动剧烈，自使用以来，多次出现驱动传动部件损坏。更为严重的是，近年装卸机械的关键部位焊缝出现开裂，严重影响了整机的稳定性。为此，我们分析设备现状，进行了变频技术在堆取料机行走驱动中的应用研究，解决了设备技术改造中遇到的技术难题，取得了成功。
改造前存在的主要问题堆取料机工作时在水平轨道上往复行走，取料工作时还需频繁起制动，同时工作在高速调车行走及低速堆料、取料2种行走模式下。改造前的港口煤炭堆取料机行走系统主要存在以下2个问题：（1）行走机构振动剧烈。行走驱动为传统的继电逻辑控制，不能实现软起停，连续行走时同步性差，从而导致行走驱动轮受力不均衡、振动较大，造成在堆取料机的配重拉杆、俯仰钢丝绳底座及悬臂斜支架根部等关键部位发生严重的焊缝开裂，对整机的稳定性和寿命造成严重影响。
（2）行走驱动控制外围元器件经常损坏。行走电机采用自耦变压器降压起动，虽然在一定程度上降低了起动电流，但由于作业时频繁起制动，外围元器件（如接触器、自耦变压器等）经常烧坏。
系统改造方案利用变频器对堆取料机的行走机构进行改造，可实现高转矩起动，有效减小起动电流，使制动过程具有延续性，从而达到软起停及同步行走的目的。系统控制方案设计堆取料机由对称分布于设备机体两侧的10台双速电机驱动。行走电机型号为YZD200L1-4/16，单台电机功率为17/4.5kW.堆取料机行走机构变频改造有以下3种技术方案可以实现：方案1：电机与变频器的一对一配置；方案2：1台大功率变频器驱动10台电机；方案3：2台变频器控制10台电机，利用同步通信卡，使2台变频器的输出频率和电压保持一致，实现同步。
变频器使用中最常见的配置方案，但由于堆取料机驱动电机数量较多，因此所需变频器的数量也较多，10台电机的驱动同步性较差，所需外围元器件较多，占用空间较大。所需的变频器功率较大，10台电机的总功率为170kW，考虑取料时存在的冲击负荷和一定的过载倍数，变频器所需的功率较大。装置的功率大，元器件的稳定性就有一定程度的降低。与方案1相比，方案2的同步性有所提高。考虑电机的同步驱动，又兼顾了装置的稳定性，而且为进一步提高行走电机的同步性，加入了同步通信卡，使2台变频器的输出频率和电压保持一致，从而更好地实现驱动电机的同步。
驱动电机的选择与装置容量的计算由于堆取料机驱动电机数量较多，如果全部更新，则改造成本高，为此，对原驱动电机在变频改造后的适用性问题进行了研究。
原驱动电机为双速电机，改造后能否适用于变频控制主要看电机的发热能否满足要求。变频器驱动1台双速电机在30Hz的情况下如果连续工作3h，就会在低频时产生较多热量，但是堆取料机行走时的电机负荷属于断续作业负荷，且改造后电机的高低速度数值不变，即负载状况未发生变化，因而变频改造后堆取料机的低频启动时间较短，同时由于原系统电机是同轴风叶散热的，改造后电机的散热能满足需要，因此原驱动电机可以留用。变频改造后选择定子为4极的方式（功率为17kW）运行，对电源接线方式稍作改动，即可达到控制要求。
通过比较发现，使用同步通信卡的同步性要好于2台变频器分别直接启动电机的方式。变频器装置参数设置与现场控制的结合改造方案中，变频器为系统的控制核心，由380变频器设定直接启动对应使用同步卡对应V三相交流电源供电。根据系统行走工况对变频器的控制方式及参数进行设定后，变频器即可连续输出可调电压，实现调速及同步行走。
堆取料机的参数设定可以按照以下方式进行：（1）经调试得知，最合理的启动时间为5s.（2）经调试得知，最合理的停止时间为5s.（3）由于在原系统设计中，低挡转速为高挡转速的1/4，因此将低挡转速的工作频率设定为12（4）由于在原系统设计中，高挡转速为电机的额定转速，因此将高挡转速的工作频率设定为50（5）堆取料机的高速、低速是由变频器的2种工作频率来确定的，交流异步电机的转速式中，f为频率；p为定子极对数；s为转差率。可以看出，当堆取料机正常运转，转差率变化不大时，转速n与频率f成正比。因此，根据变频器高低速工作状态时的工作频率可以推算出低速时电机转速为380（6）根据电机转速与变频器工作频率比恒定的原理，又由于当变频器工作在50Hz时相当于电机达到额定电压工作在额定转速，由此可以设定低速时输出频率为12Hz，高速时输出频率为48Hz.（7）堆取料机的起制动控制是通过设定加减速斜坡时间、变频器输出连续电压控制电机升降速来达到堆取料机平稳起制动的。根据以往系统控制的经验，设置变频器起停时间参数如下：第一加速时间、第二加速时间t、第一减速时间t、第二减速时间t变频器具有完善的保护功能，如欠压、过压、短路、断路、电机过热保护等，但在1台变频器拖动多台港口装卸电机的系统中，用作电机热保护的电热继电器将不可能作为单个电机的保护，因此每个电机均需配置额外的电机热保护器。
现场安装调试对生产影响的最小化问题由于堆取料机既能进行卸车作业，又能进行装船作业，其利用率较其他装卸机械高出近10个百分点，而装卸流程决定了堆取料机必须优先保证生产，只能利用生产间隙时间进行行走系统的变频改造。
逻辑试验即只输入信号，不输出信号，依据接触器、继电器的动作判定变频器控制逻辑正确与否。由于原控制系统的电源及控制电缆并联接入变频控制柜，因此在实际调试中，原系统与变频系统之间存在回路会造成变频控制柜接触器、继电器误动作。因此，在进行试验时，将原控制柜相应的接线断开，控制信号只进入变频柜。按此方式进行空载调试及负载试验。
结语堆取料机变频改造一次试车即取得成功，能完成正常堆料作业，起制动及行走非常平稳，效果明显。改造前，堆取料机投入使用仅4年，臂架处钢结构焊缝就出现了较大的裂纹，外围元器件经常损坏，严重影响设备的使用。改造后，堆取料机行走系统实现了软起停，连续运行时同步性好，振动明显减小，行走控制系统故障率明显降低，设备运转平稳。
