開環(huán)矢量一拖多0速200%轉矩輸出，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，穿越地質為素填土、粉質黏土、淤泥質粉質黏土，隧道覆土厚度5.68-6.54米。項目施工過程需要精準控制沉降，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，地質條件復雜，施工難度大，技術要求高，安全風險高。這對設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)的盾構專用變頻器，港迪變頻器能夠實現(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200%的電機額定轉矩，轉矩輸出一致性好，精度高，配合港迪專門為盾構刀盤系統(tǒng)研制的同步控制算法，可以快速響應刀盤負載的波動，且保證各刀盤電機的轉矩和電流的不均衡度控制在額定值的2%以下，能夠適應各種各樣復雜的地質條件。
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矩輸出已無法轉動刀盤。這種情況下通常的處理方法是向土壤中不停地注水并結合刀盤反復正反轉來達到脫困的目的，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，得知當前變頻器的內部轉矩限幅值僅為120%，便指導現(xiàn)場工程師調大轉矩限幅值，當轉矩限幅值調大到200%時，刀盤轉動起來了！
這個被卡住的刀盤是由3臺30kW的電機驅動的，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%轉矩輸出能力在頂管機上的首次工程應用，這也證明采用港迪盾構專用變頻器驅動的盾構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號刀盤的脫困經驗，調大轉矩限幅值，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保量地完成了施工任務，施工質量獲得業(yè)主的高度認可。下一步，頂管機進行拆分，轉場至始發(fā)井組裝，展開南線隧道掘進，預計10月中旬貫通。
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