達的進油口、出油口連通。
[0024]所述多電機驅動系統包括主驅動電機15、電流互感器16、變頻器7、轉速傳感器18、第二聯軸器19、齒輪減速裝置20、盾構刀盤21;主驅動電機15通過導線與變頻器7連接，電流互感器16檢測主驅動電機15的電流變化，主驅動電機15的輸出軸與第二聯軸器19連接，轉速傳感器18測量主驅動電機的轉速并由導線連接變頻器7，第二聯軸器19連接齒輪減速裝置20輸入端，齒輪減速裝置20輸出端與盾構刀盤21連接。主驅動電機15與液壓栗/馬達13通過第一聯軸器14連接。
[0025]當盾構刀盤啟動前，通過控制器22給出控制指令連通第一電磁換向閥4，斷開第二電磁換向閥6并啟動補油栗電動機I驅動液壓栗2給液壓蓄能器組8充液，達到充液壓力的預定值，此時，液壓回路12處于中位，進出油□同時與油箱T連通。
[0026]當盾構刀盤啟動時，通過控制器22給出指令信號，變頻器17控制主驅動電機15啟動，第二電磁換向閥6連通，通過控制液壓回路12使液壓栗/馬達13處于液壓馬達工況，液壓蓄能器組8驅動液壓栗/馬達13輔助主驅動電機15啟動。轉速傳感器18檢測主驅動點轉速，達到預設值后，轉速傳感器18輸出信號輸入控制器22，控制器22給出指令信號，液壓回路12回中位，液壓栗/馬達13停止工作，第二電磁換向閥6斷開，液壓蓄能器組8停止工作，液壓回路12對主驅動電機15的運行無影響，主驅動電機15正常運行。此過程，降低了主驅動電機15的啟動功率，縮短啟動時間。
[0027]當出現峰值載荷時，電流互感器16檢測主驅動電機15電流升高，輸出信號到控制器22，控制器22發出指令信號，第二電磁換向閥6連通，通過控制液壓回路12使液壓栗/馬達13處于液壓馬達工況，液壓蓄能器組8驅動液壓栗/馬達13輔助主驅動電機15驅動盾構刀盤21。峰值載荷過后，電流互感器16輸出信號到控制器22，控制器22發出指令信號，液壓回路12回中位，液壓栗/馬達13停止工作，第二電磁換向閥6斷開，液壓蓄能器組8停止工作，液壓回路12對主驅動電機15的運行無影響，主驅動電機15正常運行。此過程，液壓系統輔助主驅動電機15克服峰值載荷，降低主電機功率，避免因峰值載荷對主驅動電機15造成損壞。
[0028]當盾構刀盤制動時，控制器22發出指令信號，變頻器17控制主驅動電機15減速，第二電磁換向閥6連通，通過控制液壓回路12使液壓栗/馬達13處于液壓栗工況，液壓蓄能器組8成為主驅動電機15負載，驅動液壓栗/馬達13給液壓蓄能器組8充液。此過程，液壓輔助驅動系統輔助主驅動電機15制動，縮短制動時間，并且回收制動能量，達到節能效果。
[0029]當液壓蓄能器組能量不足時，1、在主驅動電機15啟動時，壓力傳感器7檢測液壓蓄能器組8壓力不足，輸出信號給控制器22，控制器22發出指令，啟動補油栗電動機I驅動液壓栗2，與液壓蓄能器組8同時輔助主驅動電機15啟動，主驅動電機15正常運行后，液壓回路12回到中位，第二電磁換向閥6斷開，第一電磁換向閥4連通，給液壓蓄能器組8充液達到預定值。2、在出現峰值載荷時，壓力傳感器7檢測液壓蓄能器組8壓力不足，輸出信號給控制器22，控制器22發出指令，啟動補油栗電動機I驅動液壓栗2，與液壓蓄能器組8同時輔助主驅動電機15驅動盾構刀盤21，主驅動電機15正常運行后，液壓回路12回到中位，第二電磁換向閥6斷開，第一電磁換向閥4連通，給液壓蓄能器組8充液達到預定值。
[0030 ] 所述第一電磁換向閥、第二電磁換向閥均是二位二通電磁換向閥。
【主權項】
1.一種盾構隧道掘進機混合驅動系統，其特征是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。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，其特征是所述輔助驅動的液壓系統包括補油栗電動機、液壓栗、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、液壓栗/馬達;補油栗電動機驅動液壓栗，液壓栗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栗的出油口連通， 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栗/馬達的進油口、出油口連通。3.根據權利要求1所述一種盾構隧道掘進機混合驅動系統，其特征是所述多電機驅動系統包括主驅動電機、電流互感器、變頻器、轉速傳感器、第二聯軸器、齒輪減速裝置、盾構刀盤;主驅動電機通過導線與變頻器連接，電流互感器檢測主驅動電機的電流變化，主驅動電機的輸出軸與第二聯軸器連接，轉速傳感器測量主驅動電機轉速并由導線連接變頻器，第二聯軸器連接齒輪減速裝置輸入端，齒輪減速裝置輸出端與盾構刀盤連接。4.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栗電動機驅動液壓栗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栗/馬達處于液壓馬達工況，液壓蓄能器組驅動液壓栗/馬達輔助主驅動電機啟動。5.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，液壓栗/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栗/馬達處于液壓馬達工況，液壓蓄能器組驅動液壓栗/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，液壓栗/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栗/馬達處于液壓栗工況，液壓蓄能器組成為主電動機負載，驅動液壓栗/馬達給液壓蓄能器組充液； 根據權利要求4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，啟動補油栗電動機驅動液壓栗，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。6.根據權利要求4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，啟動補油栗電動機驅動液壓栗，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。
【專利摘要】一種盾構隧道掘進機混合驅動系統及其控制方法，屬于大型工程機械控制領域，它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。本發明在盾構刀盤啟動時，通過液壓系統輔助驅動，降低了主驅動電機的啟動功率，縮短了盾構刀盤的啟動時間，改善了盾構刀盤的啟動性能；在出現峰值載荷時，能夠通過液壓系統的輔助克服峰值載荷，降低主驅動電機的功率，防止主驅動電機因過載而損壞，緩沖峰值載荷造成的振動，延長主驅動電機壽命；在盾構刀盤制動時，能通過液壓系統，輔助制動，縮短盾構刀盤制動時間，并且回收和再利用制動能量，實現節能功效。
【IPC分類】E21D9/08, F15B21/08
【公開號】CN105649639
【申請號】
【發明人】權龍 , 劉輝, 黃家海, 熊曉燕
【申請人】太原理工大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月31日