開環(huán)矢量一拖多0速200%轉(zhuǎn)矩輸出，實現(xiàn)刀盤有效脫困
2020年8月18日上午9點08分，伴隨著掘進轟鳴聲，“南湖號”頂管機成功破壁而出，世界第一大矩形頂管——嘉興市市區(qū)快速路環(huán)線工程（一期）土建3標(biāo)項目下穿南湖大道北線隧道安全順利貫通。
據(jù)了解，本次貫通的下穿嘉興南湖大道北線頂管隧道全長100.5米，開挖斷面123m²，為世界第一大頂管隧道，穿越地質(zhì)為素填土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，隧道覆土厚度5.68-6.54米。項目施工過程需要精準(zhǔn)控制沉降，確保路面交通安全正常通行，還要減少對周邊環(huán)境的影響，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工難度大，技術(shù)要求高，安全風(fēng)險高。這對設(shè)備和施工提出了極高的要求和挑戰(zhàn)。
這臺“南湖號”矩形頂管機的14臺刀盤電機驅(qū)動變頻器，3臺螺機變頻器，12臺混合液變頻器，2臺原液變頻器，4臺減磨注漿變頻器全部采用港迪自主研發(fā)的盾構(gòu)專用變頻器，港迪變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)開環(huán)矢量模式下一臺變頻器控制多臺電機，可以控制電機在零速輸出高達(dá)200%的電機額定轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩輸出一致性好，精度高，配合港迪專門為盾構(gòu)刀盤系統(tǒng)研制的同步控制算法，可以快速響應(yīng)刀盤負(fù)載的波動，且保證各刀盤電機的轉(zhuǎn)矩和電流的不均衡度控制在額定值的2%以下，能夠適應(yīng)各種各樣復(fù)雜的地質(zhì)條件。
2020年7月29日，“南湖號”在掘進到第71環(huán)時，由于地層原因，土壤的硬度較大，導(dǎo)致6號刀盤出現(xiàn)了卡刀盤的現(xiàn)象，即刀盤電機按照額定轉(zhuǎn)矩輸出已無法轉(zhuǎn)動刀盤。這種情況下通常的處理方法是向土壤中不停地注水并結(jié)合刀盤反復(fù)正反轉(zhuǎn)來達(dá)到脫困的目的，但是從開始注水到土壤硬度下降是個緩慢的過程，7個多小時過去了，注水的效果并不明顯，刀盤仍然無法轉(zhuǎn)動，現(xiàn)場的工作人員都十分焦急。這時港迪在現(xiàn)場的工程師將刀盤卡住的消息傳回港迪公司本部，本部核心研發(fā)工程師在了解完現(xiàn)場情況后，得知當(dāng)前變頻器的內(nèi)部轉(zhuǎn)矩限幅值僅為120%，便指導(dǎo)現(xiàn)場工程師調(diào)大轉(zhuǎn)矩限幅值，當(dāng)轉(zhuǎn)矩限幅值調(diào)大到200%時，刀盤轉(zhuǎn)動起來了！
這個被卡住的刀盤是由3臺30kW的電機驅(qū)動的，控制它們的港迪變頻器為110kW，控制方式為開環(huán)矢量控制，一般來說，這種一拖多的工況下，其他品牌變頻器大多數(shù)不能采用開環(huán)矢量控制方式，只能采用VF控制方式，而VF控制方式在低速的轉(zhuǎn)矩輸出能力比較差，即脫困能力差。港迪變頻器卻能做到開環(huán)矢量控制方式下的一拖多控制，不但如此，還真正實現(xiàn)了0速200%轉(zhuǎn)矩輸出能力在頂管機上的首次工程應(yīng)用，這也證明采用港迪盾構(gòu)專用變頻器驅(qū)動的盾構(gòu)機刀盤具有極強的脫困能力。后來第10號刀盤也出現(xiàn)過一次卡住的情況，現(xiàn)場的工程師根據(jù)6號刀盤的脫困經(jīng)驗，調(diào)大轉(zhuǎn)矩限幅值，順利脫困！
此次南湖大道北線隧道的貫通，頂管機所使用的港迪變頻器保質(zhì)保量地完成了施工任務(wù)，施工質(zhì)量獲得業(yè)主的高度認(rèn)可。下一步，頂管機進行拆分，轉(zhuǎn)場至始發(fā)井組裝，展開南線隧道掘進，預(yù)計10月中旬貫通。
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