變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)及控制刀盤的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)及控制刀盤的方法，所述系統(tǒng)包括：PLC控制器、6個變頻器、6個驅(qū)動電機、減速機、主軸承、副軸承、齒輪、刀盤、刀盤轉(zhuǎn)速傳感器，PLC控制器控制主機和2號變頻器工作，2號變頻器控制中心滾刀單獨旋轉(zhuǎn)，主機通過光纖串行通訊鏈路向從機發(fā)出控制信號，控制從機參與工作，通過采用中心滾刀單獨控制能夠開挖施工面，通過主機和從機之間的主從控制，能夠防止電機出力不均造成主軸承容易損壞。
【專利說明】
變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)及控制刀盤的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種地下盾構(gòu)施工設(shè)備，尤其涉及一種變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)及控制刀盤的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在地下盾構(gòu)施工領(lǐng)域，主驅(qū)動一般采用液壓馬達，此結(jié)構(gòu)形式存在以下幾個缺點:能耗大，增加了加工難度;維修麻煩，出現(xiàn)問題需要返廠維修，維修周期長;控制回路復(fù)雜，油路容易受到污染;液壓馬達安裝需要一定的空間，安裝麻煩。
[0003]在進行施工之前，需要利用人工開鑿施工面，施工進度慢;采用電機驅(qū)動的主驅(qū)動系統(tǒng)，傳動單元之間存在速度差異，容易造成主軸承的沖擊和損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的上述缺點，本發(fā)明提供了一種變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)，包括:PLC控制器、6個變頻器、6個驅(qū)動電機、減速機、主軸承、副軸承、齒輪、刀盤、刀盤轉(zhuǎn)速傳感器；刀盤的中心向工作面凸出，刀盤上布置有中心滾刀和邊滾刀;變頻器連接驅(qū)動電機，變頻器采用并聯(lián)加主從控制方式，其中I號變頻器為主機，2號變頻器單獨控制刀盤中心滾刀驅(qū)動電機，3、4、5、6號變頻器為從機，PLC控制器與主機和2號變頻器通信連接，主機與從機通過光纖串行通訊鏈路連接，主機和從機中分別內(nèi)置同步模塊，主機和從機控制的驅(qū)動電機通過減速機、齒輪、主軸承連接刀盤，2號變頻器控制的驅(qū)動電機通過副軸承直接連接中心滾刀；刀盤轉(zhuǎn)速傳感器與PLC控制器連接。
[0005]優(yōu)選地，從機采用轉(zhuǎn)矩控制模式，還包括轉(zhuǎn)矩限制器；
優(yōu)選地，主機和從機控制的驅(qū)動電機在圓周上均布；
優(yōu)選地，變頻器采用ABB公司的ACS800系列變頻器。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種利用前述的變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)及控制刀盤的方法，其特征在于，包括以下步驟:
I )PLC控制器控制主機和2號變頻器工作；
2)2號變頻器控制中心滾刀單獨旋轉(zhuǎn)，以切削施工面；
3)主機向從機發(fā)出控制信號，控制從機參與工作；
4)主機和從機控制驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，通過減速機、齒輪、主軸承帶動刀盤旋轉(zhuǎn)；
5)PLC控制器接收刀盤轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)送的刀盤轉(zhuǎn)速信號，并根據(jù)刀盤轉(zhuǎn)速信號通過主機控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速；
6 )從機根據(jù)主機給定的轉(zhuǎn)矩控制驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)；
7)通過刀盤的旋轉(zhuǎn)，切削巖石或土層，并通過螺旋機將渣土運出。
[0007]本發(fā)明的變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)工作原理如下:PLC控制器控制主機和2號變頻器工作，2號變頻器控制中心滾刀單獨旋轉(zhuǎn)，中心滾刀布置在刀盤中心向工作面凸出，以切削施工面，并在切削完施工面后，通過控制中心滾刀單獨旋轉(zhuǎn)，加快盾構(gòu)施工速度;主機通過光纖串行通訊鏈路向從機發(fā)出控制信號，控制從機參與工作;主機和從機控制的驅(qū)動電機帶動刀盤旋轉(zhuǎn)，PLC控制器接收刀盤轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)送的刀盤轉(zhuǎn)速信號，并根據(jù)刀盤轉(zhuǎn)速信號通過主機控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速，從機根據(jù)主機給定的轉(zhuǎn)矩控制驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)，主機和從機之間采用主從控制模式，速度相等，扭矩平均分配，主機為速度控制，從機采用轉(zhuǎn)矩控制模式，主機和從機的電機軸通過齒輪剛性連接，傳動單元之間不存在速度差異，主從控制模式可實現(xiàn)變頻電機的出力一致，防止電機出力不均造成主軸承的損壞。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用此發(fā)明能夠解決大多數(shù)液壓馬達安裝困難、維修麻煩、安裝空間增大、能耗大等缺點；通過采用中心滾刀單獨控制能夠開挖施工面，節(jié)省人力，并能加快盾構(gòu)施工進度，通過主機和從機之間的主從控制，能夠防止電機出力不均造成主軸承容易損壞，節(jié)省維修的成本和費用。
【附圖說明】
[0009]圖1為變頻器主從控制原理圖；
圖2為本發(fā)明的變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)組成圖；
圖3為利用本發(fā)明的變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)控制刀盤的方法示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
[0011]如圖2所示，本發(fā)明提供了一種變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)，包括:PLC控制器、6個變頻器、6個驅(qū)動電機、減速機、主軸承、副軸承、齒輪、刀盤、刀盤轉(zhuǎn)速傳感器;刀盤的中心向工作面凸出，刀盤上布置有中心滾刀和邊滾刀;變頻器連接驅(qū)動電機，變頻器采用并聯(lián)加主從控制方式，其中I號變頻器為主機，2號變頻器單獨控制刀盤中心滾刀驅(qū)動電機，
3、4、5、6號變頻器為從機，PLC控制器與主機和2號變頻器通信連接，主機與從機通過光纖串行通訊鏈路連接，主機和從機中分別內(nèi)置同步模塊，主機和從機控制的驅(qū)動電機通過減速機、齒輪、主軸承連接刀盤，2號變頻器控制的驅(qū)動電機通過副軸承直接連接中心滾刀;刀盤轉(zhuǎn)速傳感器與PLC控制器連接。
[0012]優(yōu)選地，從機采用轉(zhuǎn)矩控制模式，還包括轉(zhuǎn)矩限制器；
優(yōu)選地，主機和從機控制的驅(qū)動電機在圓周上均布；
優(yōu)選地，變頻器采用ABB公司的ACS800系列變頻器。
[0013]如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種利用前述的變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)及控制刀盤的方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)PLC控制器控制主機和2號變頻器工作；
2)2號變頻器控制中心滾刀單獨旋轉(zhuǎn)，以切削施工面；
3)主機向從機發(fā)出控制信號，控制從機參與工作；
4)主機和從機控制驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，通過減速機、齒輪、主軸承帶動刀盤旋轉(zhuǎn)；
5)PLC控制器接收刀盤轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)送的刀盤轉(zhuǎn)速信號，并根據(jù)刀盤轉(zhuǎn)速信號通過主機控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速；
6 )從機根據(jù)主機給定的轉(zhuǎn)矩控制驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)；
7)通過刀盤的旋轉(zhuǎn)，切削巖石或土層，并通過螺旋機將渣土運出。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用此發(fā)明能夠解決大多數(shù)液壓馬達安裝困難、維修麻煩、安裝空間增大、能耗大等缺點；通過采用中心滾刀單獨控制能夠開挖施工面，節(jié)省人力，并能加快盾構(gòu)施工進度，通過主機和從機之間的主從控制，能夠防止電機出力不均造成主軸承容易損壞，節(jié)省維修的成本和費用。
[0015]以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，不能解釋為以此限定本發(fā)明的范圍，凡在本發(fā)明的權(quán)利要求書要求保護的范圍內(nèi)所做出的等同的變形和改變的實施方式均在本發(fā)明所要求保護的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)，包括:PLC控制器、6個變頻器、6個驅(qū)動電機、減速機、主軸承、副軸承、齒輪、刀盤、刀盤轉(zhuǎn)速傳感器；刀盤的中心向工作面凸出，刀盤上布置有中心滾刀和邊滾刀;變頻器連接驅(qū)動電機，變頻器采用并聯(lián)加主從控制方式，其中I號變頻器為主機，2號變頻器單獨控制刀盤中心滾刀驅(qū)動電機，3、4、5、6號變頻器為從機，PLC控制器與主機和2號變頻器通信連接，主機和2號變頻器并聯(lián)，主機與從機通過光纖串行通訊鏈路連接，主機和從機中分別內(nèi)置同步模塊，主機和從機控制的驅(qū)動電機通過減速機、齒輪、主軸承連接刀盤，2號變頻器控制的驅(qū)動電機通過副軸承直接連接中心滾刀；刀盤轉(zhuǎn)速傳感器與PLC控制器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:從機采用轉(zhuǎn)矩控制模式，還包括轉(zhuǎn)矩限制器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述主機和從機控制的驅(qū)動電機在圓周上均布。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述變頻器采用ABB公司的ACS800系列變頻器。5.利用權(quán)利要求1至4之一所述的變頻器并聯(lián)主從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)控制刀盤的方法，包括以下步驟: .1 )PLC控制器控制主機和2號變頻器工作； .2)2號變頻器控制中心滾刀單獨旋轉(zhuǎn)，以切削施工面； .3)主機向從機發(fā)出控制信號，控制從機參與工作； .4)主機和從機控制驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，通過減速機、齒輪、主軸承帶動刀盤旋轉(zhuǎn)； .5)PLC控制器接收刀盤轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)送的刀盤轉(zhuǎn)速信號，并根據(jù)刀盤轉(zhuǎn)速信號通過主機控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速； .6 )從機根據(jù)主機給定的轉(zhuǎn)矩控制驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)； .7)通過刀盤的旋轉(zhuǎn)，切削巖石或土層，并通過螺旋機將渣土運出。
【文檔編號】E21D9/093GK106014432SQ201610537409
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月11日
【發(fā)明人】許彥平, 劉雙仲, 王彬, 趙小慶
【申請人】遼寧北鐵建工有限責(zé)任公司