一种盾构隧道掘进机混合驱动系统及其控制方法技术方案

一种盾构隧道掘进机混合驱动系统及其控制方法，属于大型工程机械控制领域，它包括辅助驱动的液压系统和多电机驱动系统；辅助驱动的液压系统和多电机驱动系统通过第一联轴器连接。本发明专利技术在盾构刀盘启动时，通过液压系统辅助驱动，降低了主驱动电机的启动功率，缩短了盾构刀盘的启动时间，改善了盾构刀盘的启动性能；在出现峰值载荷时，能够通过液压系统的辅助克服峰值载荷，降低主驱动电机的功率，防止主驱动电机因过载而损坏，缓冲峰值载荷造成的振动，延长主驱动电机寿命；在盾构刀盘制动时，能通过液压系统，辅助制动，缩短盾构刀盘制动时间，并且回收和再利用制动能量，实现节能功效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种盾构隧道掘进机混合驱动系统及其控制方法，具体是液压系统辅助多电机驱动盾构刀盘，实现降低主电机功率，克服峰值载荷，并且能够达到快速启停和节能的目的。
技术介绍
盾构掘进机（护盾式隧道掘进机）是集机械、电器、液压、测量、控制等多学科技术于一体的、专用于地下隧道工程开挖的技术密集型超大工程装备。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程。刀盘是盾构隧道掘进机的重要组成部分,是进行掘进作业的主要工作装置。虽然盾构的刀盘工作转速不高,但由于地质构造复杂、刀盘作业直径较大,要求刀盘的驱动系统需具备:大功率、大转矩输出、抗冲击、转速双向连续可调,在满足使用要求的前提下减小装机功率、节能降耗等工作特点。目前盾构刀盘的驱动方式主要有液压驱动和电机驱动两大类。液压驱动起动力矩大，但是工作效率较低，发热量大，使隧道内温度较高；电机驱动，启停过程响应较慢，需要较长的时间才能完成启动和制动，并且在出现峰值载荷时，主电机功率瞬间增大，损坏主驱动电机。
技术实现思路
本发提供一种盾构隧道掘进机混合驱动系统及其控制方法，其目的是为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盾构隧道掘进机混合驱动系统，其特征是包括辅助驱动的液压系统和多电机驱动系统；辅助驱动的液压系统和多电机驱动系统通过第一联轴器连接。

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道掘进机混合驱动系统，其特征是包括辅助驱动的液压系统和多电机驱动系统；辅助驱动的液压系统和多电机驱动系统通过第一联轴器连接。
2.根据权利要求1所述一种盾构隧道掘进机混合驱动系统，其特征是所述辅助驱动的液压系统包括补油泵电动机、液压泵、第一安全阀、第一电磁换向阀、第二安全阀、第二电磁换向阀、压力传感器、液压蓄能器组、四个液压回路、液压泵/马达；补油泵电动机驱动液压泵，液压泵出油口通过第一安全阀与第一电磁换向阀的进油口连通，第一电磁换向阀与液压蓄能器组的进出油口连通，液压蓄能器的出油口同时与第二电磁换向阀的进油口连通，且液压蓄能器组由压力传感器检测压力，第二电磁换向阀的出油口与液压泵的出油口连通，
第二电磁换向阀通过第二安全阀分别与四个液压回路的压力油口连通，第一液压回路的两个工作油口分别与液压泵/马达的进油口、出油口连通。
3.根据权利要求1所述一种盾构隧道掘进机混合驱动系统，其特征是所述多电机驱动系统包括主驱动电机、电流互感器、变频器、转速传感器、第二联轴器、齿轮减速装置、盾构刀盘；主驱动电机通过导线与变频器连接，电流互感器检测主驱动电机的电流变化，主驱动电机的输出轴与第二联轴器连接，转速传感器测量主驱动电机转速并由导线连接变频器，第二联轴器连接齿轮减速装置输入端，齿轮减速装置输出端与盾构刀盘连接。
4.根据权利要求1所述一种盾构隧道掘进机混合驱动系统，其特征是它的控制方法包括下述内容：
盾构刀盘启动前，通过控制器给出控制指令连通第一电磁换向阀，断开第二电磁换向阀并启动补油泵电动机驱动液压泵给液压蓄能器组充液，达到充液压力的预定值，液压回路处于中位，进出油口同时与油箱连通；
当盾构刀盘启动时，通过控制器给出指令信号，变频器控制主驱动电机启动，第二电磁换向阀连通，通过控制液压回路使液压泵/马达处于液压马达工况，液压蓄能器组驱动液压泵/马达辅助主驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：权龙，刘辉，黄家海，熊晓燕，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14