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（1.北方重工集团有限公司，辽宁 沈阳 110141；2.全断面掘进机国家重点实验室，辽宁 沈阳 110141）

1 引言

随着我国城市地下交通设施建设进程的加快，用盾构机进行施工已经达成共识。早期的盾构机刀盘驱动系统多数是液压驱动的，随着电力电子技术、微电子技术和现代控制理论在交流调速系统中的应用，交流变频调速技术成为现代电力传动技术的重要发展方向。目前，盾构机刀盘的变频驱动应用越来越广泛，并逐渐成为市场的主流控制方式，这也是盾构机电气控制的发展趋势。盾构机的驱动系统是盾构机控制的核心系统，刀盘的电气控制更是决定设备性能的重要因素，对整个工程的进度和质量影响巨大。在盾构施工中，盾构机掘进始发后，掘进中途的停机时间越长对工程质量的影响越大、施工成本就越高。为了减少设备的故障停机时间，我们在3m盾构机上对前期的主从控制方案进行了改进，设置了两套主从控制分组，并将从驱动器的转矩控制，改为速度矢量控制，相应地又增加了两套控制分组的切换功能，通过优化设备工艺配置，将两套控制分组一用一备，不仅很好地实现了多台电机负荷的平衡分配，也提高了设备的生产效率。

2 控制系统的构成

2.1 设备的工艺性能

盾构机刀盘主驱动部分的圆周分布着多台刀盘驱动电机，电机的具体数量与盾构机的开挖直径、地质构造以及盾构机的类型有关。这些刀盘电机通过减速机以及安装在轴上的小齿轮与回转大齿轮啮合，刚性的连接成一个整体，驱动方式为多电机共同驱动同一个负载。……