CN102299671B - 一种盾构机刀盘驱动系统控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种盾构机刀盘驱动系统控制装置，包括：控制单元和至少一个以上的变频器；所述控制单元连接并控制全部变频器。本发明实施例的控制装置中，通过将控制单元与所有的变频器连接，并对所连接的变频器同时发送控制命令。从而使得所述变频器可以同步运行或停止，解决了现有技术中因为各变频器不能同步运行或停止而造成的分别与各变频器连接的电机的运转和停止不同步的问题。从而使得盾构机中刀盘的机械齿轮在电机启动或停止时负载及受力均匀，进而延长了所述机械齿轮的使用寿命。

Description

一种盾构机刀盘驱动系统控制装置

技术领域

本发明涉及盾构机领域，更具体地说，涉及一种盾构机刀盘驱动系统控制装置。

背景技术

目前盾构机中的刀盘驱动技术，一般采用主从式控制方式，即，在多个变频器中，设定其中一个为主变频器，其它则为从变频器。通过PLC(可编程逻辑控制单元)把所需频率传送至主变频器，从变频器通过PROFIBUS(Process Field Bus，过程现场总线)等通讯方式跟随主变频器的频率变化而变化。

发明人通过研究发现，现有技术中，由于从变频器是跟随主变频器的频率变化而变化，所以从变频器的运转频率变化总是滞后于主变频器，从而，使得主变频器与从变频器的启动或停止不同步。比如，由于主变频器先于从变频器启动，所以与主变频器连接的电机也就会先于从变频器连接的电机启动，这样，会使得与主变频器连接的电机驱动的盾构机中刀盘的机械齿轮在刀盘开始启动的时候单独受力，由此，会造成盾构机中刀盘的机械齿轮负载及受力不均匀，最终导致因所述机械齿轮的磨损严重而影响其使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种盾构机刀盘驱动系统控制装置，以实现延长盾构机中刀盘的机械齿轮使用寿命的目的。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种盾构机刀盘驱动系统控制装置，其特征在于，包括：控制单元和至少两个变频器；

所述控制单元连接并控制全部变频器。

优选的，在本发明实施例中，所述控制单元通过总线型网络连接并控制全部变频器。

优选的，在本发明实施例中，所述总线型网络为控制与通信链路系统cc-link网络。

优选的，在本发明实施例中，每个所述变频器连接控制两个异步电机。

优选的，在本发明实施例中，所述异步电机还配置有断路器和/或热继电器。

优选的，在本发明实施例中，述异步电机还配置有无限滤波器。

优选的，在本发明实施例中，所述异步电机在刀盘上呈圆形分布设置，由每个所述变频器连接控制的两个异步电机以所述圆形的圆心呈中心对称分布。

优选的，在本发明实施例中，还包括主控控制单元；

所述主控控制单元连接并控制所述控制单元。

优选的，在本发明实施例中，所述主控控制单元通过同轴电缆连接并控制所述控制单元。

通过以上技术方案可以看出，在本发明实施例的控制装置中，通过将控制单元与所有的变频器连接，并对所连接的变频器同时发送控制命令。从而使得所述变频器可以同步运行或停止，解决了现有技术中因为各变频器不能同步运行或停止而造成的分别与各变频器连接的电机的运转和停止不同步的问题。从而使得盾构机中刀盘的机械齿轮在电机启动或停止时，负载及受力均匀，从而延长了所述机械齿轮的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中所述控制装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中所述电机的位置分布示意图；

图3为本发明实施例中所述控制装置的又一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了能够更好的理解本发明实施例，以下是对本发明实施例中应用到的一些技术内容所作的相应说明：

如图1所示，在本发明实施例所提供的盾构机刀盘驱动系统控制装置中，包括控制单元5和至少一个以上的变频器；所述控制单元5连接并控制全部变频器。

由于在现有技术的盾构机刀盘驱动系统控制装置中，将变频器分为了主变频器和从变频器，其中，从变频器为跟随主变频器的启动或停止动作而做相应动作，所以从变频器的动作要滞后主变频器。本发明实施例，控制单元5直接连接所有的变频器，所有的变频器同步接收所述控制单元5的控制信号，从而可以使本发明实施例中所有的变频器可以做到同时动作。进而，每个变频器连接的电机也就可以做到同时的启动或停止。

在本发明实施例中，所述控制单元5可以是由PLC(可编程逻辑控制单元)构成，所述控制单元1总线型网络连接并控制全部的变频器，优选的，本发明实施例中，所述总线型网络具体的还可以是CC-LINK(Control&Communication Link，控制与通信链路系统)网络。CC-LINK网络作为目前行业内最高速的总线型网络，可以高速地传输大量的盾构机以及后配套设施的包括开关信号、模拟量信息等数据。

在本发明实施例中，变频器连接的电机可以是异步电机。虽然异步电机有转差率的差异，但是，经过大减速比后，其输出转速的差异将会大幅减小，可以减小到与齿轮啮合的间隙相比可以忽略的程度，所以不会因异步电机之间的转差率的差异对齿轮间传动造成影响。

如图1所示，在上述实施例所提供的盾构机刀盘驱动系统控制装置中，所述变频器的个数为四个，每个所述变频器可以连接控制两个异步电机。

本发明实施例采用了每个变频器连接控制两个异步电机的方案；相较于现有技术中每个变频器都要对应一个异步电机的技术方案，本发明实施例的技术方案节省了变频器的使用数量，从而降低了盾构机刀盘驱动系统控制装置的成本。

在本发明实施例中，共有四个变频器，每个变频器同时连接控制的两个电机，共有八个电机。其中，变频器1连接电机11和电机12，变频器2连接电机21和电机22，变频器3连接电机31和电机32，变频器4连接电机41和电机42。

如图2所示，电机分布在盾构机中时，连接在同一变频器上的两个电机可以以盾构机的中轴线呈中心对称分布。具体的，由变频器1连接的电机11和电机12，由变频器2连接的电机21和电机22，由变频器3连接的电机31和电机32，由变频器4连接的电机41和电机42，均以盾构机的中轴线呈中心对称分布。这样，当每个变频器所连接的电机都在盾构机中左右对称分布后，不同变频器的输出误差所带来的电机转速差，将会因为电机位置分布在对称位置的两端而减少对单侧盾构机刀盘的影响。

在上述实施例所提供的盾构机刀盘驱动系统控制装置中，所述异步电机还可以配置有断路器和/或无限滤波器。在实际应用中，本发明实施例中，盾构机刀盘驱动系统控制装置可以采用V/F控制方式，即电压频率控制。

为了能够保证每个变频器所连接的电机能够正常工作，本发明实施例对每个电机配置了断路器，热继电器。从而起到了对本发明实施例中的电机的过流保护和过热保护。

为了保证电机稳定无噪音的运行，在本发明实施例中，还可以配置有无限滤波器。

如图3所示，在上述所有实施例所提供的盾构机刀盘驱动系统控制装置中，还可以包括主控控制单元6；所述主控控制单元6连接并控制所述控制单元5。优选的，在本发明实施例中，所述主控控制单元6可以通过同轴电缆连接并控制所述控制单元5。

本发明实施例还可以设置有主控控制单元6，所述主控控制单元6通过同轴电缆与控制单元5连接，从而可以实现远程的发送控制命令到控制单元5，并通过所述控制单元5控制变频器的动作。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种盾构机刀盘驱动系统控制装置，其特征在于，包括：控制单元和至少两个变频器；

所述控制单元连接并控制全部变频器；

每个所述变频器连接控制两个异步电机；

所述异步电机在刀盘上呈圆形分布设置，由每个所述变频器连接控制的两个异步电机以所述圆形的圆心呈中心对称分布。

2.根据权利要求1所述控制装置，其特征在于，所述控制单元通过总线型网络连接并控制全部变频器。

3.根据权利要求2所述控制装置，其特征在于，所述总线型网络为控制与通信链路系统cc-link网络。

4.根据权利要求3所述控制装置，其特征在于，所述异步电机还配置有断路器和/或热继电器。

5.根据权利要求4所述控制装置，其特征在于，所述异步电机还配置有无限滤波器。

6.根据权利要求5所述控制装置，其特征在于，还包括主控控制单元；

所述主控控制单元连接并控制所述控制单元。

7.根据权利要求6所述控制装置，其特征在于，所述主控控制单元通过同轴电缆连接并控制所述控制单元。

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