CN107842371B - 一种智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统及方法，包括依次连接的电动机、变量泵和单向阀，单向阀分别与溢流阀和三位四通电液换向阀连接，三位四通电液换向阀与定量马达和梭阀连接，电动机为三相异步电动机，其输入轴和输出轴上分别设置变频器和第一转速传感器，变量泵斜盘上的角度传感器与变量泵电控器连接，变量泵的伺服柱塞的左腔与二位三通高速开关阀的控制油口C1连通，伺服柱塞的右腔与外部先导压力油口R连通，二位三通高速开关阀的进油口P1和回油口T1分别与外部先导压力油口R和油箱连通；盾构刀盘上的第二转速传感器、转矩传感器、变频器、变量泵的电控器、第一转速传感器和梭阀出油口C2管道的压力传感器均与控制器连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压控制回路，特别是涉及一种采用智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统。
背景技术
盾构机是由多学科，多领域技术综合而成，以其高效、快速、优质、安全等优点，在世界各国内成为应用最为广泛的大型隧道掘进工程装备。而刀盘液压驱动系统作为盾构机的核心部件，为刀盘切削正面土体提供动力，是进行掘进工作的主要工作装置，具有体积大，功率大等特点。
盾构机在实际施工过程中，往往会穿越不同类型的地层，不同地层之间其工程特性也不尽相同。盾构机在掘进工作时，刀盘在软土地层受到的转矩要比在砂土中大，穿越加固区时刀盘转矩也会有较大的增大。由于刀盘作业直径较大，在同一地层刀盘断面会出现软硬不均的现象，致使盾构机穿越地层时负载载荷纵向分布不均匀，且变化频率较大，具有很强的非线性，导致盾构机即使在同一地层工作时，其刀盘转矩也会出现一定范围的随机变化。因此刀盘液压驱动系统需具备良好的负载适应能力和转速调节特性，并且要求在满足工况的前提下尽量减小功率，节能降耗。
传统的刀盘液压驱动系统采用恒功率控制模式，常见的有恒功率变排量刀盘液压驱动系统和恒功率变转速刀盘液压驱动系统。恒功率控制系统可以实时控制刀盘输出转矩和转速，以适应随时变化的负载工况要求，对复杂地质层适应能力较强，但是其功率往往根据负载的最大值确定，也不能对输入功率进行调节，这在实际施工现场，特别是地质条件多变的作业工况下，会造成较大的功率浪费。且当负载变化较大时，刀盘转速波动范围较大，不利于盾构机的正常工作。
发明内容
为克服背景技术中盾构机在复杂地质层作业条件下满足使用要求，提高能耗利用率，本发明的目的在于提供一种采用智能变功率控制模式的刀盘液压驱动系统及方法，实现功率的可调，可以根据负载地质层的不同而智能选择相应的功率工作模式，进而达到节能高效的目的。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统，包括依次连接的电动机、变量泵和单向阀，单向阀分别与溢流阀和三位四通电液换向阀连接，三位四通电液换向阀与定量马达和梭阀连接，所述电动机为三相异步电动机，第一转速传感器设置在三相异步电动机的输出轴上，第一转速传感器与控制器连接，三相异步电机的输入轴上设置有变频器，变频器与控制器连接；所述变量泵的斜盘上设置有角度传感器，角度传感器与变量泵的电控器连接，变量泵的电控器与控制器连接，变量泵的伺服柱塞的左腔与二位三通高速开关阀的控制油口C1连通，伺服柱塞的右腔与外部先导压力油口R连通，二位三通高速开关阀的进油口P1与外部先导压力油口R连通,二位三通高速开关阀的回油口T1与油箱连通；在盾构刀盘上设置有第二转速传感器和转矩传感器，第二转速传感器和转矩传感器均与控制器连接；在梭阀出油口C2管道上设置有压力传感器，压力传感器与控制器连接。
上述智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统，所述梭阀的出油口C2与压力表相连。
上述智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统，所述三相异步电动机经联轴器与变量泵刚性连接。
上述智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统，所述变量泵的吸油口S经过滤器后与油箱连通，变量泵的出油口P与单向阀的进油口A1连通。
上述智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统，三位四通电液换向阀的回油口T3与油箱连通，三位四通电液换向阀的工作油口A3分别与定量马达的工作油口A以及梭阀的进油口A2连通，三位四通电液换向阀的工作油口B3分别与定量马达的工作油口B以及梭阀的进油口B2连通。
上述智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统，所述控制器包括相互连接的控制器模糊控制模块和控制器运算模块，刀盘上的第二转速传感器和转矩传感器与控制器模糊控制模块连接，压力传感器、变量泵的电控器和电动机上的第一转速传感器均与控制器运算模块连接，变频器与控制器运算模块连接。
上述智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统，所述变量泵的电控器为内嵌式电控器。
一种智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动方法，其步骤如下：设置在刀盘转动轴上的第二转速传感器和转矩传感器将刀盘转速和转矩信号传递经控制器，控制器中的控制器模糊控制模块接收到这些信号，经过处理，输出功率信号并传递给变频器，变频器分别与三相电源、控制器以及三相异步电动机连接，变频器设定为恒定转矩模式，采用矢量控制方式保持三相异步电动机输出转矩不变；变频器根据控制器模糊控制模块输出的功率信号对输入的三相电源进行相关处理后，给三相异步电动机输出特定频率特定大小的电流电压信号，从而控制三相异步电动机的转速和功率，使盾构机刀盘液压驱动系统在穿越不同地质层，负载波动较大，刀盘转矩转速变化较大时，实现功率的智能切换。
本发明的盾构刀盘液压驱动系统根据先前地质层资料和施工经验，制定模糊控制规则，将系统设置为n级功率工作模式。将刀盘转矩与转速信号作为模糊控制器的输入信号，并且依据控制规则输出负载所需功率信号，控制系统动力的输出。当刀盘转矩出现较大范围的升高或刀盘转速过低时，根据控制规则选择高一级的功率工作模式；当刀盘转矩出现较大范围的下降或刀盘转速过高时，选择低一级的功率工作模式。
本发明具有的有益效果是：
1) 盾构刀盘液压驱动系统采用智能变功率控制模式，实现功率的可调，对复杂地质层适应力强；
2) 根据负载情况智能匹配系统动力的输出，达到节能高效的目的；
3) 能够满足不同作业工况的要求，刀盘转速随负载波动范围小；
4) 系统伺服变量机构采用电控方式，相比于传统的液控方式去除了复杂的阀组和油路，简化了系统结构，提高了系统控制精度。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图；
图2是本发明的控制流程图。
图中：1.三相异步电动机，2.变量泵，3.过滤器，4.角度传感器，5.伺服柱塞，6.二位三通高速开关阀，7.单向阀，8.溢流阀，9.第一转速传感器，10.三位四通电液换向阀，11.压力传感器，12.梭阀，13.压力表，14.定量马达，15.第二转速传感器，16.转矩传感器。
图3是质构机的工作负载曲线图。
图4和图5是本发明设定为3级功率工作模式下，借助AMESIM与SIMULINK软件进行联合仿真原理图。
图6是本发明电动机和传统电动机输出功率对比图。
图7是本发明刀盘转速和传统刀盘转速对比图。
图8是本发明系统工作效率与传统系统工作效率对比图。
具体实施方式
如图1和图2所示的一种智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统，包括依次连接的电动机1、变量泵2和单向阀7，单向阀7分别与溢流阀8和三位四通电液换向阀10连接，三位四通电液换向阀10与定量马达14和梭阀12连接，梭阀12的出油口C2与压力表13相连；所述电动机为三相异步电动机，三相异步电动机经联轴器与变量泵2刚性连接，第一转速传感器9设置在三相异步电动机的输出轴上，第一转速传感器与控制器连接，三相异步电动机与变频器连接，变频器与控制器相连；所述变量泵2的吸油口S经过滤器3后与油箱连通，变量泵2的出油口P与单向阀7的进油口A1连通，变量泵的斜盘上设置有角度传感器4，角度传感器4与变量泵的电控器连接，电控器与外部的控制器连接，变量泵内部的伺服柱塞5的左腔与二位三通高速开关阀6的控制油口C1连通，伺服柱塞5的右腔与外部先导压力油口R连通，二位三通高速开关阀6的进油口P1与外部先导压力油口R连通,二位三通高速开关阀6的回油口T1与油箱连通；在盾构刀盘上设置有第二转速传感器15和转矩传感器16，第二转速传感器15和转矩传感器16均与控制器连接；在梭阀12出油口C2管道上设置有压力传感器11，压力传感器11与控制器连接；三位四通电液换向阀10的回油口T3与油箱连通，三位四通电液换向阀10的工作油口A3分别与定量马达14的工作油口A以及梭阀12的进油口A2连通，三位四通电液换向阀10的工作油口B3分别与定量马达14的工作油口B以及梭阀12的进油口B2连通；所述控制器包括相互连接的控制器模糊控制模块和控制器器运算模块，刀盘上的第二转速传感器15和转矩传感器16与控制器模糊控制模块连接，压力传感器11、变量泵的电控器和电动机上的第一转速传感器9均与控制器运算模块连接，变频器与控制器运算模块连接。
本发明变量泵的电控器为内嵌式电控器。
一种智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动方法，其步骤如下：设置在刀盘转动轴上的第二转速传感器15和转矩传感器16将刀盘转速和转矩信号传递经控制器，控制器中的模糊控制模块接收到这些信号，经过处理，输出功率信号并传递给变频器，变频器分别与三相电源、控制器以及三相异步电动机1连接，变频器设定为恒定转矩模式，采用矢量控制方式保持三相异步电动机1输出转矩不变；变频器根据控制器模糊控制模块输出的功率信号对输入的三相电源进行相关处理后，给三相异步电动机1输出特定频率特定大小的电流电压信号，从而控制三相异步电动机1的转速和功率，使盾构机刀盘液压驱动系统在穿越不同地质层，负载波动较大，刀盘转矩转速变化较大时，实现功率的智能切换。
本发明的工作原理如下：
三相异步电动机1得电后启动，驱动变量泵2转动，同时设置在三相异步电动机1输出轴上的第一转速传感器9将电动机转速信号传递给控制器运算模块。变量泵2通过吸油口S，过滤器3从油箱中吸油，从变量泵2的出油口P出来的压力油流入到单向阀7的进油口A1，通过单向阀7的出油口B1一路进入到溢流阀8的进油口P2，另一路进入到三位四通电液换向阀10的进油口P3。溢流阀8在系统中作安全阀，当系统压力超过设定值时，溢流阀8的进油口P2与出油口T2连通，压力油经过进油口P2与出油口T2流回油箱。
当刀盘正转时，三位四通电液换向阀10里的先导阀电磁铁c端得电，主阀阀芯向左移动，系统压力油通过控制油口Y进入到主阀阀芯的左腔，使得三位四通电液换向阀10的进油口P3与工作油口A3连通，回油口T3与工作油口B3连通。系统压力油经过三位四通电液换向阀10的进油口P3与工作油口A3，一路流入到定量马达14的工作油口A，使得定量马达14正向转动，驱动刀盘正转，设置在刀盘转动轴上的第二转速传感器15和转矩传感器16将刀盘转速和转矩信号传递给控制器模糊控制模块；另一路流入到梭阀12的进油口A2。从定量马达14的工作油口B流出的压力油一路流入到梭阀12的进油口B2；另一路经过三位四通电液换向阀10的工作油口B3与回油口T3，最后流入到油箱。由于梭阀12的进油口A2流入的是高压油，进油口B2流入的是低压油，所以梭阀12的进油口A2与出油口C2连通，进油口B2被关闭。压力表13与梭阀12的出油口C2相连，能够显示系统压力，同时设置在梭阀12的出油口C2管道上的压力传感器11将系统压力信号传递给控制器运算模块。
当刀盘反转时，三位四通电液换向阀10里的先导阀电磁铁b端得电，主阀阀芯向右移动，系统压力油通过控制油口Y进入到主阀阀芯的右腔，使得三位四通电液换向阀10的进油口P3与工作油口B3连通，回油口T3与工作油口A3连通。系统压力油经过三位四通电液换向阀10的进油口P3与工作油口B3，一路流入到定量马达14的工作油口B，使得定量马达14反向转动，驱动刀盘反转，设置在刀盘转动轴上的第二转速传感器15和转矩传感器16将刀盘转速和转矩信号传递给控制器模糊控制模块；另一路流入到梭阀12的进油口B2。从定量马达14的工作油口A流出的压力油一路流入到梭阀12的进油口A2；另一路经过三位四通电液换向阀10的工作油口A3与回油口T3，最后流入到油箱。由于梭阀12的进油口B2流入的是高压油，进油口A2流入的是低压油，所以梭阀12的进油口B2与出油口C2连通，进油口A2被关闭。压力表13与梭阀12的出油口C2相连，能够显示系统压力，同时设置在梭阀12的出油口C2管道上的压力传感器11将系统压力信号传递给控制器运算模块。
盾构机在施工过程中地质条件复杂，往往会遇到不同类型的地层，不同地层之间其工程特性有很大区别，盾构刀盘的输出转矩相差很大，因此对系统输入功率的要求也不尽相同。为使盾构机刀盘液压驱动系统在复杂地质层条件下满足使用要求，提高能耗利用率，本发明刀盘液压驱动系统采用智能变功率控制模式。具体控制措施是：
三相异步电动机1功率的切换是通过变频器来实现的，变频器分别与三相电源、控制器以及三相异步电动机1连接，变频器设定为恒定转矩模式，采用矢量控制方式保持三相异步电动机1输出转矩不变。变频器根据控制器模糊控制模块输出的功率信号对输入的三相电源进行相关处理后，给三相异步电动机1输出特定频率特定大小的电流电压信号，从而控制三相异步电动机1的转速和功率，使盾构机刀盘液压驱动系统在穿越不同地质层，负载波动较大，刀盘转矩转速变化较大时，实现功率的智能切换。
由于地质条件的复杂性，盾构机即使是在同一地质层工作，刀盘转矩也会出现一定范围的随机变化。为提高负载适应能力，本发明刀盘液压驱动系统在每一级工作模式下能够根据负载变化恒功率调速。具体控制措施是：
系统压力取决于负载，当负载变化时系统压力也随之变化。设置在梭阀12的出油口C2管道上的压力传感器11将系统压力信号传递给控制器运算模块，设置在三相异步电动机1的输出轴上的第一转速传感器9将三相异步电动机1的转速信号传递给控制器运算模块，同时控制器运算模块接收控制器模糊控制模块输出的功率信号。根据系统压力信号，三相异步电动机1的转速信号与功率信号以及相关算法，在控制器运算模块里计算出变量泵2的排量信息，并将其作为控制信号传递给变量泵2的内嵌式电控器，同时设置在变量泵2斜盘上的角度传感器4将变量泵2斜盘的倾角信号传递给变量泵2的内嵌式电控器。变量泵2的内嵌式电控器在对两种信号进行相关处理后给二位三通高速开关阀6输出脉冲信号。当脉冲信号为高电平时，二位三通高速开关阀6的先导阀a处于得电状态；当脉冲信号为低电平时，二位三通高速开关阀6的先导阀a处于失电状态。每接受一个脉冲信号，二位三通高速开关阀6就完成一次往返动作，往返的时间取决于脉冲的频率。
当二位三通高速开关阀6的先导阀a处于得电状态时，二位三通高速开关阀6的阀芯向左移动，使二位三通高速开关阀6的回油口T1与控制油口C1连通。来自外部的先导压力油通过控制油口R进入伺服柱塞5的右腔，推动伺服柱塞5向左移动，使变量泵2的斜盘倾角增加，变量泵2的排量升高，刀盘转速相应升高。从伺服柱塞5左腔流出的液压油经二位三通高速开关阀6的控制油口C1与回油口T1后最终流回油箱。
当二位三通高速开关阀6的先导阀a处于失电状态时，二位三通高速开关阀6的阀芯向右移动，使二位三通高速开关阀6的进油口P1与控制油口C1连通。来自外部的先导压力油通过控制油口R，一路进入二位三通高速开关阀6的进油口P1，从二位三通高速开关阀6的控制油口C1进入伺服柱塞5的左腔；另一路直接进入伺服柱塞5的右腔。由于伺服柱塞5左腔面积大于右腔面积，伺服柱塞5向右移动，使变量泵2的斜盘倾角减小，变量泵2的排量降低，刀盘转速降低。
通过伺服柱塞5的左右移动，不断调整变量泵2的斜盘倾角，改变变量泵2的排量，使系统获得最佳流量匹配。从而使盾构机刀盘液压驱动系统在同一地质层工作，负载波动较小，刀盘转矩转速变化较小时，系统在每一级工作模式下进行恒功率调速。
实验例：
以某型盾构机为例，在砂土与软土两种地质层工作，其工作负载曲线如图3所示。
在该负载条件下，将本发明刀盘液压驱动系统设定为3级功率工作模式，并借助AMESIM与SIMULINK软件进行联合仿真，仿真原理图如图4，图5所示。
通过联合仿真分析，本发明刀盘液压驱动系统与传统的恒功率刀盘液压驱动系统相比，能够根据负载大小与刀盘转速，自动选择相应的功率工作模式，如图6所示。
本发明刀盘液压驱动系统与传统的恒功率刀盘液压驱动系统的刀盘转速与系统工作效率对比图如图7，图8所示。
由图7可知，本发明刀盘液压驱动系统能够满足不同作业工况的要求，且刀盘转速随负载波动范围小；由图8可知本发明刀盘液压驱动系统相比于传统的恒功率刀盘液压驱动系统，整体上提高了系统效率。
Claims (8)
1.一种智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统，包括依次连接的电动机、变量泵（2）和单向阀（7），单向阀（7）分别与溢流阀（8）和三位四通电液换向阀（10）连接，三位四通电液换向阀（10）与定量马达（14）和梭阀（12）连接，其特征在于：所述电动机为三相异步电动机，第一转速传感器（9）设置在三相异步电动机的输出轴上，第一转速传感器与控制器连接，三相异步电机的输入轴上设置有变频器，变频器与控制器连接；所述变量泵的斜盘上设置有角度传感器（4），角度传感器（4）与变量泵的电控器连接，变量泵的电控器与控制器连接，变量泵的伺服柱塞（5）的左腔与二位三通高速开关阀（6）的控制油口C1连通，伺服柱塞（5）的右腔与外部先导压力油口R连通，二位三通高速开关阀（6）的进油口P1与外部先导压力油口R连通,二位三通高速开关阀（6）的回油口T1与油箱连通；在盾构刀盘上设置有第二转速传感器（15）和转矩传感器（16），第二转速传感器（15）和转矩传感器（16）均与控制器连接；在梭阀（12）出油口C2管道上设置有压力传感器（11），压力传感器（11）与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统，其特征在于：所述梭阀（12）的出油口C2与压力表（13）相连。
3.根据权利要求1所述的智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统，其特征在于：所述三相异步电动机经联轴器与变量泵（2）刚性连接。
4.根据权利要求1所述的智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统，其特征在于：所述变量泵（2）的吸油口S经过滤器（3）后与油箱连通，变量泵（2）的出油口P与单向阀（7）的进油口A1连通。
5.根据权利要求1所述的智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统，其特征在于：三位四通电液换向阀（10）的回油口T3与油箱连通，三位四通电液换向阀（10）的工作油口A3分别与定量马达（14）的工作油口A以及梭阀（12）的进油口A2连通，三位四通电液换向阀（10）的工作油口B3分别与定量马达（14）的工作油口B以及梭阀（12）的进油口B2连通。
6.根据权利要求1所述的智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统，其特征在于：所述控制器包括相互连接的控制器模糊控制模块和控制器运算模块，刀盘上的第二转速传感器和转矩传感器与控制器模糊控制模块连接，压力传感器（11）、变量泵的电控器和电动机上的第一转速传感器均与控制器运算模块连接，变频器与控制器运算模块连接。
7.根据权利要求1所述的智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动系统，其特征在于：所述变量泵的电控器为内嵌式电控器。
8.一种智能变功率控制模式的盾构刀盘液压驱动方法，其特征在于：其步骤如下：设置在刀盘转动轴上的第二转速传感器（15）和转矩传感器（16）将刀盘转速和转矩信号传递经控制器，控制器中的控制器模糊控制模块接收到这些信号，经过处理，输出功率信号并传递给变频器，变频器分别与三相电源、控制器以及三相异步电动机（1）连接，变频器设定为恒定转矩模式，采用矢量控制方式保持三相异步电动机（1）输出转矩不变；变频器根据控制器模糊控制模块输出的功率信号对输入的三相电源进行相关处理后，给三相异步电动机（1）输出特定频率特定大小的电流电压信号，从而控制三相异步电动机（1）的转速和功率，使盾构机刀盘液压驱动系统在穿越不同地质层，负载波动较大，刀盘转矩转速变化较大时，实现功率的智能切换。
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|---|---|---|---|---|
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| CN1707068A (zh) * | 2004-06-08 | 2005-12-14 | 广东工业大学 | 惯性能再利用的盾构土压平衡系统及控制方法 |
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