开环矢量一拖多0速200%转矩输出，实现刀盘有效脱困
2020年8月18日上午9点08分，伴随着掘进轰鸣声，“南湖号”顶管机成功破壁而出，世界第一大矩形顶管——嘉兴市市区快速路环线工程（一期）土建3标项目下穿南湖大道北线隧道安全顺利贯通。
据了解，本次贯通的下穿嘉兴南湖大道北线顶管隧道全长100.5米，开挖断面123m²，为世界第一大顶管隧道，穿越地质为素填土、粉质黏土、淤泥质粉质黏土，隧道覆土厚度5.68-6.54米。项目施工过程需要精准控制沉降，确保路面交通安全正常通行，还要减少对周边环境的影响，地质条件复杂，施工难度大，技术要求高，安全风险高。这对设备和施工提出了极高的要求和挑战。
这台“南湖号”矩形顶管机的14台刀盘电机驱动变频器，3台螺机变频器，12台混合液变频器，2台原液变频器，4台减磨注浆变频器全部采用港迪自主研发的盾构专用变频器，304永利集团能够实现开环矢量模式下一台变频器控制多台电机，可以控制电机在零速输出高达200%的电机额定转矩，转矩输出一致性好，精度高，配合港迪专门为盾构刀盘系统研制的同步控制算法，可以快速响应刀盘负载的波动，且保证各刀盘电机的转矩和电流的不均衡度控制在额定值的2%以下，能够适应各种各样复杂的地质条件。
2020年7月29日，“南湖号”在掘进到第71环时，由于地层原因，土壤的硬度较大，导致6号刀盘出现了卡刀盘的现象，即刀盘电机按照额定转矩输出已无法转动刀盘。这种情况下通常的处理方法是向土壤中不停地注水并结合刀盘反复正反转来达到脱困的目的，但是从开始注水到土壤硬度下降是个缓慢的过程，7个多小时过去了，注水的效果并不明显，刀盘仍然无法转动，现场的工作人员都十分焦急。这时港迪在现场的工程师将刀盘卡住的消息传回港迪公司本部，本部核心研发工程师在了解完现场情况后，得知当前变频器的内部转矩限幅值仅为120%，便指导现场工程师调大转矩限幅值，当转矩限幅值调大到200%时，刀盘转动起来了！
这个被卡住的刀盘是由3台30kW的电机驱动的，控制它们的304永利集团为110kW，控制方式为开环矢量控制，一般来说，这种一拖多的工况下，其他品牌变频器大多数不能采用开环矢量控制方式，只能采用VF控制方式，而VF控制方式在低速的转矩输出能力比较差，即脱困能力差。304永利集团却能做到开环矢量控制方式下的一拖多控制，不但如此，还真正实现了0速200%转矩输出能力在顶管机上的首次工程应用，这也证明采用港迪盾构专用变频器驱动的盾构机刀盘具有极强的脱困能力。后来第10号刀盘也出现过一次卡住的情况，现场的工程师根据6号刀盘的脱困经验，调大转矩限幅值，顺利脱困！
此次南湖大道北线隧道的贯通，顶管机所使用的304永利集团保质保量地完成了施工任务，施工质量获得业主的高度认可。下一步，顶管机进行拆分，转场至始发井组装，展开南线隧道掘进，预计10月中旬贯通。
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