隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,盾構(gòu)裝備在國(guó)家地鐵項(xiàng)目建設(shè)、水利水電隧道、山嶺鐵路隧道、國(guó)防建設(shè)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)被廣泛采用。一條隧道是否能夠順利貫通,盾構(gòu)能否適應(yīng)工程地質(zhì)條件是關(guān)鍵。而刀盤驅(qū)動(dòng)處于盾構(gòu)掘進(jìn)的最前端,與工程地質(zhì)結(jié)合最緊密,是整臺(tái)盾構(gòu)各個(gè)系統(tǒng)的核心部件。因此,如何控制刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有深遠(yuǎn)的意義。文章簡(jiǎn)述了盾構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,介紹刀盤主驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式和電液驅(qū)兩種驅(qū)動(dòng)方法。重點(diǎn)介紹了當(dāng)前電驅(qū)主驅(qū)動(dòng)同步控制的研究現(xiàn)狀,提出了適合工程應(yīng)用的主驅(qū)動(dòng)的自適應(yīng)扭矩限幅的滑差控制PLC保護(hù)策略。通過(guò)仿真軟件MATLAB建立應(yīng)用模型進(jìn)行模擬仿真,并設(shè)計(jì)刀盤變頻驅(qū)動(dòng)扭矩試驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證控制策略的有效性。首先對(duì)刀盤負(fù)載的特性進(jìn)行了針對(duì)性的介紹,簡(jiǎn)要闡述了異步電機(jī)矢量控制數(shù)學(xué)模型。對(duì)比分析了目前主流的刀盤主驅(qū)動(dòng)變頻器兩種控制方式,根據(jù)兩種控制方式的特點(diǎn)以及各個(gè)廠家盾構(gòu)變頻驅(qū)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用效果,最終選開環(huán)矢量控制為刀盤變頻控制策略的基礎(chǔ)。仿真驗(yàn)證階段,采用MATLAB軟件進(jìn)行仿真模型的建立與仿真。首先搭建滑差控制的數(shù)學(xué)模型,介紹了各個(gè)模塊的功能。然后在MATLAB環(huán)境中進(jìn)行模型的建立,對(duì)不帶耦合的滑差開環(huán)矢量控... 

【文章來(lái)源】：石家莊鐵道大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

土壓平衡式盾構(gòu)結(jié)構(gòu)圖

動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)（馬達(dá)）及其控制系統(tǒng)的組盤同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如圖 1-2 所示。對(duì)于主驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)環(huán)境，保證切削過(guò)程的可靠運(yùn)行，是需要的主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)刀盤完成土體切削的重要過(guò)程中各種參數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致刀盤負(fù)載扭矩求較高，需具有大慣性、大功率和承受負(fù)載劇驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制技術(shù)的不斷進(jìn)步。目前盾構(gòu)主種是液壓驅(qū)動(dòng)，另一種是電機(jī)驅(qū)動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)能較好，能夠滿足帶載啟動(dòng)、無(wú)極調(diào)速等要求構(gòu)。大直徑盾構(gòu)中，因?yàn)槎荏w內(nèi)空間足夠以及變頻電驅(qū)驅(qū)動(dòng)方式。

圖 1-3 盾構(gòu)主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 1-3 所示，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)減速機(jī)通過(guò)安全連接軸與小齒輪相連（后來(lái)隨著技術(shù)的發(fā)展，安全扭矩限制器，一般在電機(jī)后面連接扭矩限制器，扭矩限制器連速機(jī)與小齒輪相連），小齒輪系與大齒圈通過(guò)外嚙合或內(nèi)嚙合方旋轉(zhuǎn)。采用變頻器驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，通過(guò)變頻器、編碼器（根據(jù)變頻是否配置）及電壓電流變送器可實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速、電流及以計(jì)算出驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩及功率。多臺(tái)變頻電機(jī)的同步驅(qū)動(dòng)種：一種是轉(zhuǎn)速并聯(lián)方式，即給所有電機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定同一個(gè)目標(biāo)電機(jī)轉(zhuǎn)速向目標(biāo)值接近。另一種是選取一臺(tái)電機(jī)為主電機(jī)，實(shí)時(shí)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩值，并以之作為從電機(jī)的轉(zhuǎn)矩給定值。這兩種控制，便于實(shí)現(xiàn)，但是對(duì)于多電機(jī)同步誤差指標(biāo)來(lái)講屬于開環(huán)控制，同步性能不夠理想，有待于進(jìn)一步改善。實(shí)際應(yīng)用中，隨著盾構(gòu)技術(shù)的不斷發(fā)展，盾構(gòu)生產(chǎn)廠家研發(fā)了空

【參考文獻(xiàn)】：
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