[發明專利]一種盾構隧道掘進機混合驅動系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201610063212.3
• 申請日: 2016-01-31
• 公開（公告）號: CN105649639B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 權龍;劉輝;黃家海;熊曉燕
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08;F15B21/08
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 盧茂春

1.一種盾構隧道掘進機混合驅動系統，包括輔助驅動的液壓系統和多電機驅動系統；輔助驅動的液壓系統和多電機驅動系統通過第一聯軸器連接；其特征是所述輔助驅動的液壓系統包括補油泵電動機、液壓泵、第一安全閥、第一電磁換向閥、第二安全閥、第二電磁換向閥、壓力傳感器、液壓蓄能器組、四個液壓回路、液壓泵/馬達；補油泵電動機驅動液壓泵，液壓泵出油口通過第一安全閥與第一電磁換向閥的進油口連通，第一電磁換向閥與液壓蓄能器組的進出油口連通，液壓蓄能器的出油口同時與第二電磁換向閥的進油口連通，且液壓蓄能器組由壓力傳感器檢測壓力，第二電磁換向閥的出油口與液壓泵的出油口連通，

第二電磁換向閥通過第二安全閥分別與四個液壓回路的壓力油口連通，第一液壓回路的兩個工作油口分別與液壓泵/馬達的進油口、出油口連通。

2.根據權利要求1所述一種盾構隧道掘進機混合驅動系統，其特征是它的控制方法包括下述內容：

盾構刀盤啟動前，通過控制器給出控制指令連通第一電磁換向閥，斷開第二電磁換向閥并啟動補油泵電動機驅動液壓泵給液壓蓄能器組充液，達到充液壓力的預定值，液壓回路處于中位，進出油口同時與油箱連通；

當盾構刀盤啟動時，通過控制器給出指令信號，變頻器控制主驅動電機啟動，第二電磁換向閥連通，通過控制液壓回路使液壓泵/馬達處于液壓馬達工況，液壓蓄能器組驅動液壓泵/馬達輔助主驅動電機啟動；轉速傳感器檢測主驅動點轉速，達到預設值后，轉速傳感器輸出信號輸入控制器，控制器給出指令信號，液壓回路回中位，液壓泵/馬達停止工作，第二電磁換向閥斷開，液壓蓄能器組停止工作，液壓控制回路對主電動機運行無影響，主電動機正常運行；

當出現峰值載荷時，電流互感器檢測主驅動電機電流升高，輸出信號到控制器，控制器發出指令信號，第二電磁換向閥連通，通過控制液壓回路使液壓泵/馬達處于液壓馬達工況，液壓蓄能器組驅動液壓泵/馬達輔助主驅動電機驅動盾構刀盤；

峰值載荷過后，電流互感器輸出信號到控制器，控制器發出指令信號，液壓回路回中位，液壓泵/馬達停止工作，第二電磁換向閥斷開，液壓蓄能器組停止工作，液壓控制回路對主電動機的運行無影響，主電動機正常運行；

當盾構刀盤制動時，控制器發出指令信號，變頻器控制主驅動電機減速，第二電磁換向閥連通，通過控制液壓回路使液壓泵/馬達處于液壓泵工況，液壓蓄能器組成為主電動機負載，驅動液壓泵/馬達給液壓蓄能器組充液。

3.根據權利要求2所述一種盾構隧道掘進機混合驅動系統，其特征是所述液壓蓄能器組能量不足時，在主驅動電機啟動時，壓力傳感器檢測液壓蓄能器組壓力不足，輸出信號給控制器，控制器發出指令，啟動補油泵電動機驅動液壓泵，與液壓蓄能器組同時輔助主驅動電機啟動，主驅動電機正常運行后，液壓回路回到中位，第二電磁換向閥斷開，第一電磁換向閥連通，給液壓蓄能器充液達到預定值。

4.根據權利要求2所述一種盾構隧道掘進機混合驅動系統，其特征是所述液壓蓄能器組能量不足時，在出現峰值載荷時，壓力傳感器檢測液壓蓄能器組壓力不足，輸出信號給控制器，控制器發出指令，啟動補油泵電動機驅動液壓泵，與液壓蓄能器組同時輔助主驅動電機驅動盾構刀盤，主驅動電機正常運行后，液壓回路回到中位，第二電磁換向閥斷開，第一電磁換向閥連通，給液壓蓄能器充液達到預定值。