盾构机刀盘驱动控制系统分析和使用
盾构机刀盘动力系统设计与分析
盾构机刀盘动力系统设计与分析盾构机刀盘动力系统是盾构机的重要组成部分，其设计和分析对于盾构机的正常运行和施工效率具有重要的影响。
下面将对盾构机刀盘动力系统的设计与分析进行详细讨论。
首先，盾构机刀盘动力系统设计需要考虑的关键因素包括动力传递，扭矩传递和刀盘稳定性。
动力传递是指如何将主动轴上产生的动力传递到刀盘上，通常通过采用传动装置来实现。
传动装置的设计需要满足高效传动、耐久性和可靠性的要求。
扭矩传递是指可以将动力传递到刀盘的能力，这直接影响到刀盘在施工过程中的稳定性和效率。
因此，在设计中应选择合适的传动比和传动装置类型，以满足扭矩传递要求。
刀盘稳定性是指在切削过程中，刀盘系统能够保持良好的稳定性，避免刀盘过度摇摆或抖动。
在设计中，需要考虑刀盘的结构和重心位置，以及采用合理的支撑装置，保障刀盘的稳定性和工作效率。
其次，盾构机刀盘动力系统的分析是为了评估设计的可行性和性能，以确保系统能够实现预期的要求。
在分析中，需要进行动力学分析和强度分析。
动力学分析主要是为了研究刀盘在工作过程中的振动特性和动力特性，如刀盘的转速、扭矩和功率等。
通过对动力学特性的分析，可以确定刀盘动力系统的合理设计参数和工作状态。
强度分析主要是为了评估刀盘动力系统在工作过程中的承载能力和稳定性，通过计算和模拟分析，总结刀盘动力系统各种载荷下的应力、变形和疲劳寿命等参数，并根据分析结果进行优化设计。
除了动力系统的设计和分析，刀盘动力系统在实际施工中还需要做好监测和维护工作。
监测需要对刀盘动力系统进行实时监控，获取刀盘的工作状态和参数，以及对关键部件进行故障检测，确保刀盘动力系统的安全和稳定性。
维护工作包括定期检查和维护，例如检查传动装置的润滑情况，清洁刀盘表面，检查刀盘结构的状态，以及更换磨损的零件等。
通过有效的监测和维护工作，可以延长刀盘动力系统的使用寿命，并保证施工效率和质量。
综上所述，盾构机刀盘动力系统设计与分析是盾构机设计过程中的重要环节。
盾构机主驱动和刀盘管路优化技术
盾构机主驱动和刀盘管路优化技术一、盾构机的主驱动技术盾构机的主驱动技术是指盾构机的推进系统和主要驱动部件，包括主推进缸、液压系统、主驱动电机等。
在地下隧道掘进作业中，盾构机需不断推进并对土壤进行开挖和排土，因此主驱动技术的稳定性和可靠性对盾构机的工作效率起着至关重要的作用。
目前，盾构机主驱动技术的发展趋势主要体现在以下方面：1. 高效节能。
盾构机主驱动系统的节能技术是目前的研究重点之一。
通过液压系统的优化设计和高效能电机的应用，实现盾构机主驱动系统的节能降耗，降低使用成本。
2. 智能化控制。
随着自动化技术的不断发展，盾构机的主驱动系统也在朝着智能化方向迈进。
通过对主驱动系统的传感器监测和控制算法的优化，实现盾构机主驱动系统的智能化控制，提高工作效率和安全性。
二、刀盘管路优化技术刀盘是盾构机的主要开挖装置，刀盘管路是刀盘输送土屑和排土的重要环节。
刀盘管路的优化设计能够有效提高盾构机的工作效率和安全性。
1. 输送效率的提高。
通过对刀盘管路的结构和材料的优化设计，减小土屑和排土的阻力，提高刀盘的开挖效率。
采用适当的输送介质和布置方式，减小土屑的堵塞和积压，提高土屑的输送效率。
2. 排土系统的安全性。
盾构机在进行掘进作业时，需要将土屑及时排出隧道，以保证盾构机正常工作。
因此排土系统的安全性对盾构机的工作效率和人员安全起着至关重要的作用。
刀盘管路的优化设计应该考虑排土系统的稳定性和可靠性，避免发生积土、堵塞等意外事故。
3. 输送管道的磨损控制。
在长时间的使用过程中，刀盘输送管道会受到土屑的磨损，降低输送效率。
需要通过材料的选用和管道结构的优化设计，减少管道的磨损程度，延长刀盘输送管道的使用寿命。
1. 节能环保。
随着能源资源的日益紧缺和环境保护意识的增强，盾构机主驱动和刀盘管路优化技术将更加注重节能环保，采用新型的高效能、低排放的动力装置和输送介质，以降低盾构机的运行成本并减少对地下环境的影响。
3. 高可靠性。
盾构机刀盘驱动系统液压故障案例分析
盾构机刀盘驱动系统液压故障案例分析一、海瑞克盾构刀盘驱动液压系统的故障分析及处理1.液压系统深圳某地铁项目使用的德国海瑞克盾构机，其刀盘驱动系统为泵、液压马达闭式回路，由3台并联的斜盘式轴向柱塞变量泵和8台并联的轴向柱塞液压马达组成。
系统附带补油液压泵、控制泵等元件。
整个系统为电比例调速，恒功率保护方式。
泵采用带有补油冲洗阀的双向变量泵。
2.故障及原因分析（1）故障现象盾构在掘进时，三个刀盘泵突然出现故障无法重新起动。
主控室显示补油液压泵压力不足，达不到设计要求的最低补油压力，此时补油液压泵压力显示为1.8MPa，而设定值为2.7MPa左右。
（2）原因分析1）检查油箱液位，液位常，可以排除吸油不足的因素。
2）检查补油液压泵溢流阀。
怀疑溢流阀被卡，造成卸荷。
清洗溢流阀后再装回原来位置仍不能建立正常压力，由此判断溢流阀无故障。
3）补油液压泵为螺杆泵，自身抗污染能力很强，由于补油液压泵自身原件损坏造成压力不足的可能性很小，而且在关闭补油液压泵出口球阀的情况下，调节补油液压泵溢流阀，压力显示与新泵相同，可以排除补油液压泵自身的问题。
至此可以判断补油液压泵压力不足是由于部分流量从某个地方非正常流走造成的。
4）补油液压泵除对闭式回路进行补油和对3台主泵进行壳体冷却外，还为螺旋输送机的减速器进行壳体冷却，在补油主管路上还装有蓄能器。
检查蓄能器回油管，没有油液流出；关闭通往螺旋输送机减速器管路上的球阀，补油压力还是达不到设计要求。
由此可以判断三个刀盘泵内部泄漏是造成补油压力不足的主要原因。
5）在观察三个刀盘泵泄漏油管时发现，3号刀盘泵泄漏油管有大量油液流动的迹象，同时发现斜盘没有归零，卡在5°左右的位置。
随即打开3号刀盘泵泄漏油口，发现有铜屑杂质，接着在冷却循环过滤器也发现了大量铜屑。
随即将3号刀盘泵送生产厂家拆检，发现泵的内部已严重损坏。
如滑靴磨损严重，其中的两个已碎裂成多块，固定回程盘的8颗螺栓也全部剪切断裂，且回程盘已断裂成三部分。
盾构机主驱动和刀盘管路优化技术
盾构机主驱动和刀盘管路优化技术盾构机是一种用于地下隧道开挖的专业设备，其主要由主驱动和刀盘管路组成。
主驱动是盾构机的核心部件，它提供了足够的动力和转动力以驱动刀盘进行开挖工作。
而刀盘管路则是将主驱动提供的能量传递给刀盘，使其能够在地下隧道中进行开挖作业。
对于盾构机的主驱动和刀盘管路进行优化设计，可以极大提高盾构机的工作效率和稳定性，减少能源消耗和维护成本，从而实现更高效，更安全，更经济的地下隧道工程施工。
一、主驱动的优化技术1.电动主驱动：传统盾构机的主驱动一般采用液压驱动或者油压驱动。
随着科技的进步，电动主驱动技术已经成熟，并且在一些盾构机项目中得到了应用。
相比传统液压驱动，电动主驱动具有更高的效率和更稳定的性能，而且可以减少液压系统对机器的影响，使得盾构机在恶劣的地下工作环境下能够更加可靠。
2.智能控制系统：随着自动化技术的发展，盾构机的主驱动也可以配备智能控制系统，实现对主驱动的精准控制和监测。
智能控制系统能够根据地质情况和施工进度自动调整主驱动的工作参数，从而提高施工效率和降低能源消耗。
而且智能控制系统还可以及时发现主驱动的故障并提供预警，避免因故障引起的损失。
3.能量回收技术：盾构机在开挖过程中会产生大量的机械能，而在传统的设计中这部分能量通常被浪费掉了。
采用能量回收技术可以将这部分能量进行回收再利用，减少了对外部能源的依赖，降低了能源消耗和施工成本。
二、刀盘管路的优化技术1.优化刀盘设计：刀盘是盾构机的犁头，直接参与地下隧道的开挖工作，因此其设计对盾构机的整体性能有着重要影响。
通过优化刀盘的形状和材料，可以提高刀盘的耐磨性和耐腐蚀性，延长刀盘的使用寿命。
优化刀盘的结构和布置，可以减小刀盘对土壤的扰动，降低了施工过程中产生的土壤沉降，提高了施工安全性。
2.改善刀盘管路传动系统：刀盘管路是将主驱动提供的动力传递给刀盘的关键部件，其传动系统的优劣直接关系到刀盘的开挖效率和稳定性。
改善刀盘管路传动系统可以采用新型的轴承和传动元件，减少了传动损耗和振动，提高了传动效率和稳定性。
海瑞克S673盾构机刀盘驱动液压系统分析
关 键词 ： 盾构 机 电 、 液 压控 制 系统 刀 盘
… … … 一 …
一
、
系统构成
三 台 各 由３ １ ５ Ｋ Ｗ 电机 驱 动 的
２ ． ２刀盘 的转 向和 转 速远 程控 制
Ｉ ２补 油 回 路
因 主工作 回路是 闭 式 回路 ， 故设 置补 油 回路 对其 进 行补 油 和 散热 。为增
出 的油经 两个 滤 清器 进 入 ３ 个 主泵 的Ｅ口（ 补 油 口） 对 泵进 行 补油 ， 并通 过 两个 单 向 阀分别 对 闭 式 回路 的低 压 端 进行 补 油 ； 同时 ， 还有 一 路油 进 入 ３ 个 主泵 Ｕ 口对 泵进 行 冲洗 。补油 回路 压力 设 定为 １ ７ …３ ０ ｂ ａ ｒ ， 补油 压力 低 于 １ ７ ｂ ａ ｒ ， 系统 不能 启 动 ； 补 油 压力 高 于 ３ ０ ｂ ａ ｒ ， 系统 报 警并 延 时停 止 ； 补油 回路 中并 联 的 １ ０ Ｌ
蓄能 器 用 以保 持该 油路 的油压 稳定 。
榘维 ｌ
７ ５ ０ ｅ ／ Ｕ ３ Ｏ ｏ ／ ３ ｏ ０ ｂ ａ ｒ
３ ２ ＊ ３
１ Ｐ Ｏ Ｏ １ ／ １ Ｐ Ｏ Ｏ ２ ｔ ｌ Ｐ Ｏ ０ ３ １ Ｐ Ｏ Ｏ １ ／ １ Ｐ Ｏ Ｏ ２ ／ １ Ｐ Ｏ ０ ３ ８
主泵 出 口压 力 （ 或 马 达进 口压 力 ） ［ 压力 】 和主 泵Ｘ口压力 ｆ 流量］ 分 别 反 馈 为功率 阀ｖ ５ 的Ｐ Ｈ Ｄ 和Ｐ Ｓ Ｔ ， 通过对功率 阀ｖ ５ 的设定 ， 使【 压力］ 和［ 流量］ 的乘积 不 超过 设 定值 ， 实现 对 主泵 限制 功率 控制 。 压 力Ｐ Ｈ Ｄ 还 通过 手动 两 位 四通 阀 Ｖ ４ 作 用 于溢 流 阀ｖ ７ 或ｖ ８ 。在 正常 掘 进 的情况 下 ， 回路 的最 大工 作 压力 是 ２ ２ ５ ｂ ａ ｒ （ Ｖ ７ ） ； 盾构 机 堵转 或 需要 脱 困 时 ， 手 动切换 Ｖ ４ 使 油路 至ｖ８ （ 只 能短 时 间使用 ） ， 此 时 系统 压力 可达 ２ ７ ５ ｂ ￣。
盾构刀盘驱动系统的原理
盾构刀盘驱动系统的原理盾构刀盘驱动系统是一种用于地下隧道掘进的大型机械设备。
它的工作原理是通过刀盘的旋转来推进掘进机，同时利用刀盘的破碎和掘进轨迹的稳定性来完成地下隧道的开挖工作。
盾构刀盘驱动系统由刀盘、刀盘驱动装置、刀盘液压系统和刀盘轨迹控制系统等部分组成。
刀盘是盾构机的核心部件，它由大量的刀具和刀齿组成。
在工作时，刀盘通过转动来破碎地质体，同时将破碎的土石等物料通过刀盘周围的物料间隙排出。
刀盘的转动速度和转向可以根据需要进行调整，以适应不同地质条件下的掘进工作。
刀盘驱动装置一般通过电机或液压系统来驱动刀盘的转动。
其中，电机驱动系统采用电动机作为动力源，通过齿轮减速机将电机的旋转速度转换为刀盘的旋转速度。
液压驱动系统则通过液压泵将液压油送入刀盘液压马达，产生马达的旋转力矩，从而推动刀盘的转动。
两种驱动方式可以根据需要进行选择，具有各自的特点和适用范围。
刀盘液压系统主要用于提供刀盘驱动所需的液压力和控制。
液压系统中的液压油通过泵站和管线输送到刀盘液压马达，产生马达的旋转力。
同时，液压系统还包括控制阀和传感器等部件，用于监测和调节液压油的流量和压力，从而实现对刀盘转动速度和力矩的控制。
刀盘轨迹控制系统是盾构机的关键部分，它的作用是确保刀盘的掘进轨迹稳定和准确。
该系统主要由测量传感器、控制系统和液压控制单元组成。
测量传感器可以测量刀盘的位置和姿态，将数据传输给控制系统。
控制系统基于传感器的数据，计算并控制刀盘的转动速度、推进力和方向，使刀盘按照预定的轨迹掘进。
盾构刀盘驱动系统使用比较广泛，其原理是通过刀盘的转动来推进掘进机，并利用刀盘的破碎和掘进轨迹的稳定性来完成地下隧道的开挖工作。
通过刀盘驱动装置提供动力，液压系统提供液压力和控制，刀盘轨迹控制系统确保刀盘的轨迹稳定和准确。
这种驱动系统具有高效、稳定和可靠的特点，适用于各种地质条件下的地下隧道掘进工程。
盾构机主驱动和刀盘管路优化技术
盾构机主驱动和刀盘管路优化技术盾构机的主驱动技术是影响整个盾构机性能的关键因素。
主驱动技术的优化可以提高盾构机的推进速度、提高施工效率，并有效控制盾构机的运行成本。
1. 电动机系统的优化在盾构机的主驱动系统中，电动机是最核心的部件。
通过优化电动机系统，可以降低能耗、提高输出功率、增强稳定性和可靠性。
目前，随着电机技术的不断发展，高效、低噪音、低能耗的电机已成为主流选择。
采用变频调速技术可以使盾构机在不同地质条件下有更好的适应性，提高推进效率。
盾构机的推进主要依靠液压系统，因此液压系统的优化对于盾构机的推进性能至关重要。
在液压系统的设计中，需要考虑流量、压力、温度等因素，选用高效、稳定的液压元件，优化管路布局和配比，以确保盾构机的稳定推进。
盾构机的控制系统是其“大脑”，对于整个机器的操作和安全至关重要。
通过优化控制系统，可以实现盾构机的智能化、自动化和远程控制。
控制系统的优化还可以降低操作难度、提高施工精度和可靠性。
二、刀盘管路优化技术刀盘是盾构机推进的关键设备，其管路系统的优化对于盾构机推进效率和质量都有着重要的影响。
1. 优化刀盘结构刀盘结构直接影响刀盘的切削性能和耐磨性。
通过优化刀盘结构，可以提高切削效率、延长刀具使用寿命。
目前，一些先进的刀盘结构设计采用了多层次、多角度的刀片布置，以增加刀片的受力面积和切削角度，提高切削效率和稳定性。
2. 输送系统优化刀盘的切削作业离不开输送系统的支持。
输送系统的优化影响着切削碴的处理和盾构机的推进速度。
通过优化输送系统的设计和布局，可以降低碴料的粘结和回填，提高碴料输送的效率和稳定性。
在盾构机施工中，泥浆系统是用来控制地层稳定和润滑切削的重要系统。
泥浆系统的优化可以改善地层稳定性，减少切削阻力，减少刀盘磨损，提高切削效率。
优化的泥浆系统还可以降低泥浆消耗，减小对环境的影响。
盾构机主驱动和刀盘管路优化技术的发展对盾构机的施工效率、安全性和环保性都有着重要的影响。
盾构机主驱动和刀盘管路优化技术
盾构机主驱动和刀盘管路优化技术盾构机是一种在土壤或岩石中进行隧道开挖和建设的专用设备，是现代城市地下工程建设和地下管线铺设的重要工具。
而盾构机的主驱动和刀盘管路优化技术是盾构机性能提升和工程质量保障的关键之一。
一、盾构机主驱动技术主驱动是盾构机的核心部件，其作用是通过动力装置将动力传递给刀盘，驱动刀盘进行钻进。
盾构机主驱动采用的传动方式主要有液压驱动、电动驱动和内燃机驱动等多种形式。
1.液压驱动液压驱动是目前盾构机主要的驱动方式之一，其优点是传动平稳、能量转换效率高、响应速度快，具有适应性强等特点。
液压系统还可以实现多轴同步控制，有利于盾构机的精确掏土和定位。
2.电动驱动电动驱动是另一种常见的盾构机主驱动方式，通常采用交直流电机作为动力源，通过齿轮传动将动力传递给刀盘。
电动驱动具有动力大、速度可调、响应灵敏等特点，适用于地铁隧道、城市管线等工程。
3.内燃机驱动内燃机驱动是盾构机主驱动的传统形式，通过内燃机将燃油燃烧产生的能量传递给刀盘，驱动刀盘进行开挖。
内燃机驱动具有功率大、适应范围广等特点，适用于硬岩、长距离等特殊工况。
盾构机主驱动技术的发展趋势是高效化、智能化和环保化。
未来，盾构机主驱动将更加注重能源利用效率，提高动力装置的精度和可靠性，实现更高的工作效率和更低的排放。
随着自动化技术和智能控制技术的发展，盾构机主驱动系统将实现自动化协调、智能调节和远程监控，为地下工程建设提供更便捷、高效的解决方案。
二、刀盘管路优化技术刀盘是盾构机的开挖工具，其运行状态直接影响着开挖效率和质量。
为了提高刀盘的工作性能，刀盘管路的优化设计显得尤为重要。
刀盘管路优化技术主要包括刀盘结构设计、刀具选择、刀具布置以及刀盘动力传递等方面。
1.刀盘结构设计刀盘结构设计是刀盘管路优化的关键内容。
刀盘应具有足够的刚度和强度，以承受切削力和冲击力，并保证开挖的稳定性和安全性。
刀盘还应具有良好的自清洁性和降阻减振性能，以减少切削阻力和延长刀具使用寿命。
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盾构机刀盘驱动控制系统分析和使用
[摘要] 刀盘驱动系统是盾构机的重要组成部分，本文分析了国内盾构机中刀盘常用的几种典型的驱动方式，结合广佛地铁十二标中罗宾斯盾构机的刀盘驱动系统进行重点分析。
并使用GX Developer和GT Designer2进行联合仿真，分析其控制过程，供施工人员进行学习检修作参考。
[关键词] 盾构机；刀盘驱动；PL
前言
刀盘是盾构设备的重要组成部分，是进行掘进作业的主要工作装置。
虽然盾构机刀盘工作转速并不高，但是由于广佛地铁十二标地质构造复杂、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，具备节能降耗等工作特点。
盾构机中主要使用三菱电机自动化生产的Q2大型PLC进行分布式控制，各个部分在控制系统中分工明确，整个控制系统具有一定的复杂性。
因此，刀盘的驱动系统以及控制系统必须具有高可靠性和良好的操作性能。
通过使用GX Developer 和GT Designer2进行联合仿真可以很好地克服整套大型设备难以开展调试、学习、检查等工作的缺点。
1刀盘驱动系统分类
刀盘驱动系统是盾构机的主要系统之一, 分析盾构机刀盘驱动系统液压驱动方式和电驱动方式, 并对两种驱动方式进行了优缺点比较,结果如表1-1所示。
表1-1 驱动方式优缺点对比表
驱动形式特点
电机驱动能源使用效率高，噪音小，价格上比液压驱动具有优势，但是在前盾中占用空间比较大。
液压驱动起动力矩大，容易同步控制，效率低，噪音高。
前盾内空间宽敞，后续台车配套设备所占空间比较大。
虽然液压控制在控制精度以及起动转矩方面有一定的优势，但是随着异步电机变频控制技术的发展和完善，在刀盘驱动中使用电机驱动技术更加符合生产和设备使用和维护实际情况。
刀盘采用电机驱动将会越来越普遍。
2刀盘电驱动分析
电驱动方式分为单速电机驱动方式、双速电机驱动方式和变频电机驱动方式。
单速电机驱动方式不能调节速度，近年来在投入和功能的比较上，越来越缺
乏竞争力，因此较少使用。
双速电机驱动方式采用变换极对数达到变速, 但只有两档。
其结构简单、可靠性强、价格便宜, 但体积大，不适合中、小型盾构机的选用，起动电流大，电机相对发热量高，也是它的劣势, 但对于地质变化不是十分突出的情况而言，采用双速电机也是合适的。
和前面两种电机驱动方式相比，变频驱动的优点是:启动电流小，效率高，调速性能好。
近年来随着对变频技术及相关设备的深入开发，使得其应用范围越来越广泛，价格上比液压驱动更具有优势。
它的另一个优点是便于盾构机的使用和保养。
采用电机驱动的盾构机，前盾中液压管路明显减少，更加整洁，更换刀具时，刀盘可随时停止在指定的角度，也非常方便地通过改变相序，来改变刀盘转动方向。
盾构机中采用10台90KW x 400v电机进行独立变频驱动，控制形式为VFD 变频调速。
在0～50 Hz 范围内可达到全额扭矩,电动机功率恒定。
工作扭矩为5628KNm (100%，α=22.9)，脱困扭矩为7316KNm (130%，α=29.8)。
盾构机刀盘驱动性能如图2-1所示。
配备的标准感应变频电机维修简单，噪音低、冷却性能好，可改善环境温度。
但其控制部分要求具备一定的工作环境，需要解决潮湿环境下的潮湿问题，对环境中的湿度也很敏感。
图2-1 刀盘驱动性能
采用变频调速驱动时，每台电机有其自己的变频器，在个别电机变频器出现故障时，盾构机仍能正常运行，从而实现刀盘驱动的平稳性。
从性能及控制上，要求各变频器之间信号交换时间要降到最低，以保证他们之间的同步性。
电机上应装有扭矩限制器以保护主驱动器不受尖峰扭矩的损坏，并在扭矩限制器动作后及时复位。
3刀盘驱动变频模块分析
电机驱动使用东芝公司生产的VFAS1-4110KPC型变频器，其电压工作范围为380v～480v，最大输出功率可以达到110kw，完全符合电机所需的驱动能力。
单台电机驱动电路电气接线如图3-1所示，
变频器输入端R/L1、S/L2、T/L3和输出端U/T1、V/T2、W/T3绝对不能接错。
如果电源输入接至变频器输出端，变频器中逆变电路中桥臂上无论哪个逆变管导通，将导致两相间的短路而将逆变管迅速烧坏。
另外，变频器输出至电机输入的动力线应控制在500m的布线距离范围之内，长距离布线寄生电容所产生的冲击电流，可能会引起过电流保护误动作，输出侧
连接的设备可能运行异常或发生故障。
变频器输出端不能接电力电容或浪涌吸收器，这将导致变频器故障或电容和浪涌吸收器的损坏。
调试过程中如果电动的旋转方向和生产工艺要求不一致，最好用调换变频器输出相序的方法，不要用调换控制端子FWD或REV的控制信号来改变电动机的旋转方向。
刀盘各个电机使用变频器单独进行驱动，并且使用VFD的变频控制方式。
如果某台电机对应的变频器出现故障，理论上可以进行多台电机连接在一台变频器上，单是考虑到变频器的驱动功率以及电机动力线的布线距离，应禁止一台变频器带动多台电机。
图3-2 变频器外围接线功能
变频器外围接线功能分析如图3-2所示。
使用过程中可以根据变频器的实际使用情况进行配置。
外围主要涉及电能质量相关部分以及制动相关部分，其中输入电抗器属于交流电抗器，主要用于抑制电动运行过程中产生的高次谐波，提高供电系统的稳定性，在4号台车上占用一个柜的位置。
变频器内部结构如图3-3所示，作为电机所需的变频电源，其主电路主要将直流电变换成所需频率的交流电，完成逆变功能。
由于电机功率比较大，和小功率变频器相比，内部增加了许多保护电路。
变频器使用过程中应特别注意图中序号所标部分，其功能特点如下所示：
图3-3 变频器内部结构框图
1：务必必须安装直流电抗器。
2：输入直流电源时，连接PA/+，PC/-。
3：在使用直流电源时，必须设置抑制突入电流的电路。
4：400V全部容量内置干扰过滤器。
5：200V-75kW、400V-110kW 以上的机种，使用直流电源时另外需要配置风扇驱动用的三相电源输入。
6：200V 全容量400V-160kW 以下标配内置发电制动驱动电路（GTR7）。
只要连接外部制动电阻器。
选用的电阻器必须是东芝公司配套的元件以防止烧坏设备。
7：400V-200kW 以上，制动单元（选项）和外部制动电阻器（选项）组合使用。
8：各开关的功能如下表3-1所示。
表3-1各开关功能表
9：OUT1，VI/II，RR/S4 用开关及参数设定可以切换功能。
见下表3-2所示。
表3-2 功能切换表
10：控制电源虽然由变频器内部供给，作为备用由外部供给时，需要控制电源备用选项（CPS002Z）。
此时并用变频器内部电源。
11：控制电源备用选项200/400V 共用。
4刀盘电机联合仿真控制过程
仿真过程主要由两部分组成：控制程序仿真部分和触摸屏仿真部分。
控制程序使用GX Developer平台，界面如图4-1所示。
虽然平台能够对控制程序进行独立仿真，但是由于控制程序指令比较多，不容易看出程序的运行规
律，并且盾构机生产商提供的源程序属日文注释，在平台中显示为乱码，更加影响了程序的可读性。
图4-1GX Developer平台
触摸屏部分使用GT Designer2平台，仿真界面如图4-2所示。
仿真过程中需要在选项中选择QCPU系列控制内核模型。
通过和控制程序的联合仿真，可以更加容易形象地调试观察程序中电机的控制过程。
图4-2 触摸屏仿真平台
通过对PLC程序的分析，我们对盾构机故障的处理将会简单快速，如果能应用STEP7仿真软件进行仿真调试，则我们更会事半功倍，因为每一个输入输出及相关的变量都能很直观地显示它们的状态以及相关的逻辑关系，很快能发现哪个参数不符合要求。
可利用PLC系统联合仿真，很快找到故障点并处理。
特别是在控制程序注释不是很清晰友好的情况下，可以进行调试学习。
5 结束语
液压驱动方式和电驱动方式各有优缺点。
电驱动方式具有效率高，维修简单，噪音低的优点。
液压驱动方式技术成熟，操作性好，比较实用。
使用过程中应结合刀盘的驱动特性以及土仓的负载特性，对刀盘电机进行驱动控制，特别是在电机起动、运行、停止过程中的合理控制调节。
这样既能提高刀盘驱动系统使用寿命，又能提高施工工艺。
通过仿真平台进行调试学习，既节约学习成本又能提高控制系统的学习效率。
参考文献
[1] 何其平.土压平衡盾构刀盘结构探讨[J].工程机械,2003,(11).
[2] 张国京.北京地区土压式盾构机刀具的适应性分析[J].市政技术,2005,(1).
[3] 邹积波,朱华锋.盾构机刀盘的应急修复[J].维修工艺,2003,(6).
[4] 王兆安,黄俊.电力电子技术（第4版）[M].北京：机械工业出版社，2005.
[5] 胡国良, 龚国芳, 杨华勇, 等.盾构掘进机模拟试验台液压系统集成及试验分析[J].农业机械学报,2005,(12).。