变频器并联主从盾构机刀盘驱动系统及控制刀盘的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106014432A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610537409.6(22)申请日2016.07.11(71)申请人辽宁北铁建工有限责任公司地址111200辽宁省辽阳市辽阳县首山镇鞍阳街33－3号(72)发明人许彦平刘双仲王彬赵小庆(74)专利代理机构北京鑫浩联德专利代理事务所(普通合伙)11380代理人李荷香吕爱萍(51)Int.Cl.E21D9/08(2006.01)E21D9/093(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称变频器并联主从盾构机刀盘驱动系统及控制刀盘的方法(57)摘要本发明涉及一种变频器并联主从盾构机刀盘驱动系统及控制刀盘的方法，所述系统包括：PLC控制器、6个变频器、6个驱动电机、减速机、主轴承、副轴承、齿轮、刀盘、刀盘转速传感器，PLC控制器控制主机和2号变频器工作，2号变频器控制中心滚刀单独旋转，主机通过光纤串行通讯链路向从机发出控制信号，控制从机参与工作，通过采用中心滚刀单独控制能够开挖施工面，通过主机和从机之间的主从控制，能够防止电机出力不均造成主轴承容易损坏。CN106014432ACN106014432A权利要求书1/1页1.一种变频器并联主从盾构机刀盘驱动系统，包括：PLC控制器、6个变频器、6个驱动电机、减速机、主轴承、副轴承、齿轮、刀盘、刀盘转速传感器；刀盘的中心向工作面凸出，刀盘上布置有中心滚刀和边滚刀；变频器连接驱动电机，变频器采用并联加主从控制方式，其中1号变频器为主机，2号变频器单独控制刀盘中心滚刀驱动电机，3、4、5、6号变频器为从机，PLC控制器与主机和2号变频器通信连接，主机和2号变频器并联，主机与从机通过光纤串行通讯链路连接，主机和从机中分别内置同步模块，主机和从机控制的驱动电机通过减速机、齿轮、主轴承连接刀盘，2号变频器控制的驱动电机通过副轴承直接连接中心滚刀；刀盘转速传感器与PLC控制器连接。2.根据权利要求1所述的变频器并联主从盾构机刀盘驱动系统，其特征在于：从机采用转矩控制模式，还包括转矩限制器。3.根据权利要求1所述的变频器并联主从盾构机刀盘驱动系统，其特征在于：所述主机和从机控制的驱动电机在圆周上均布。4.根据权利要求1至3之一所述的变频器并联主从盾构机刀盘驱动系统，其特征在于：所述变频器采用ABB公司的ACS800系列变频器。5.利用权利要求1至4之一所述的变频器并联主从盾构机刀盘驱动系统控制刀盘的方法，包括以下步骤：1）PLC控制器控制主机和2号变频器工作；2）2号变频器控制中心滚刀单独旋转，以切削施工面；3）主机向从机发出控制信号，控制从机参与工作；4）主机和从机控制驱动电机旋转，通过减速机、齿轮、主轴承带动刀盘旋转；5）PLC控制器接收刀盘转速传感器发送的刀盘转速信号，并根据刀盘转速信号通过主机控制驱动电机的转速；6）从机根据主机给定的转矩控制驱动电机的旋转；7）通过刀盘的旋转，切削岩石或土层，并通过螺旋机将渣土运出。2CN106014432A说明书1/3页变频器并联主从盾构机刀盘驱动系统及控制刀盘的方法技术领域[0001]本发明涉及一种地下盾构施工设备，尤其涉及一种变频器并联主从盾构机刀盘驱动系统及控制刀盘的方法。背景技术[0002]在地下盾构施工领域，主驱动一般采用液压马达，此结构形式存在以下几个缺点：能耗大，增加了加工难度；维修麻烦，出现问题需要返厂维修，维修周期长；控制回路复杂，油路容易受到污染；液压马达安装需要一定的空间，安装麻烦。[0003]在进行施工之前，需要利用人工开凿施工面，施工进度慢；采用电机驱动的主驱动系统，传动单元之间存在速度差异，容易造成主轴承的冲击和损坏。发明内容[0004]为了克服现有技术中盾构机刀盘驱动系统的上述缺点，本发明提供了一种变频器并联主从盾构机刀盘驱动系统，包括：PLC控制器、6个变频器、6个驱动电机、减速机、主轴承、副轴承、齿轮、刀盘、刀盘转速传感器；刀盘的中心向工作面凸出，刀盘上布置有中心滚刀和边滚刀；变频器连接驱动电机，变频器采用并联加主从控制方式，其中1号变频器为主机，2号变频器单独控制刀盘中心滚刀驱动电机，3、4、5、6号变频器为从机，PLC控制器与主机和2号变频器通信连接，主机与从机通过光纤串行通讯链路连接，主机和从机中分别内置同步模块，主机和从机控制的驱动电机通过减速机、齿轮、主轴承连接刀盘，2号变频器控制的驱动电机通过副轴承直接连接中心滚刀；刀盘转速传感器与PLC控制器连接。[0005]优选地，从机采用转矩控制模式，还包括转矩限制器；优选地，主机和从机控制的驱动电机在圆周上均布；优选地，变频器采用ABB公司的ACS800系列变频器。[0006]根据本发明的另一个