[发明专利]混合驱动的盾构隧道掘进机

摘要

本发明公开了一种混合驱动的盾构隧道掘进机，包括闸控系统、减速器、盾构刀盘，动势能储运回路与电动机复合驱动系统、控制器及超级电容器组，通过电比例四象限液压泵/马达辅助主驱动电动机驱动盾构刀盘工作。本发明公开的混合驱动的盾构隧道掘进机具有系统的能量利用率高、降低主驱动电动机的装机功率等优点。

主权项

混合驱动的盾构隧道掘进机，包括闸控系统(2)、减速器(3)、盾构刀盘(4)，其特征在于：还包括动势能储运回路与电动机复合驱动系统(24)、控制器(10)及超级电容器组(9)；其中，动势能储运回路与电动机复合驱动系统包括：动势能储运回路(23)、电磁离合器(19)、传动器(20)、主驱动电动机(1)、转速传感器(21)、第Ⅰ变频器(6.1)、双向DC‑DC变换器(7)、电流互感器(5)；所述的动势能储运回路(23)包括电比例四象限液压泵/马达(17)、安全阀(16)、恒压变量液压泵(14)、液压泵驱动电动机(15)、第Ⅱ变频器(6.2)、二位二通电磁阀(13)、蓄能器(11)、压力传感器(12)、位移传感器(18)、油箱(22)；电比例四象限液压泵/马达的第一油口P1、安全阀的进油口、恒压变量泵的出油口与二位二通电磁阀的A油口连通，二位二通电磁阀的B油口、压力传感器与蓄能器连接，压力传感器的输出信号输入控制器；电比例四象限液压泵/马达的第二油口P2、安全阀的出油口、恒压变量泵的进油口均与油箱连通，位移传感器与电比例四象限液压泵/马达的变量活塞连接以检测其摆角变化，位移传感器的输出信号x输入控制器，第Ⅱ变频器的输入端和输出端分别与控制器和液压泵驱动电动机连接，液压泵驱动电动机的输出轴与恒压变量液压泵的驱动轴连接，液压泵驱动电动机的控制端、电比例四象限液压泵/马达的摆角控制器、二位二通阀的控制端均与控制器连接；主驱动电动机的第一、第二输出轴分别与减速器的输入轴和传动器的一端连接，减速器的输出轴与盾构刀盘的驱动轴连接，闸控系统安装在减速器的输入轴上，传动器的另一端与电磁离合器连接，电磁离合器与动势能储运回路中的电比例四象限液压泵/马达的驱动轴连接，第Ⅰ变频器的输入端和输出端分别与控制器与主驱动电动机连接，第Ⅰ变频器的直流母线与双向DC‑DC变换器的一端连接，双向DC‑DC变换器的另一端连接到超级电容器组，双向DC‑DC变换器的控制端与控制器连接，转速传感器与主驱动电动机的第二输出轴连接，其输出信号n输入控制器，电流互感器安装在第Ⅰ变频器与主驱动电动机之间，其输出信号i输入控制器；控制器向电比例四象限液压泵/马达、二位二通电磁阀、双向DC‑DC变换器、第Ⅰ、第Ⅱ变频器发送控制指令。