基于液压变压器的TBM刀盘混合驱动系统

摘要

针对全断面硬岩隧道掘进机(TBM)电机驱动系统脱困扭矩不足、欠负载工作效率低等问题,提出基于液压变压器(HT)的二次调节系统协同变频电机的刀盘混合驱动方案.通过分析液压变压器的工作原理并建立数学模型,基于直径为2.5 m TBM实验台的性能要求,在AMEsim软件平台上搭建液压变压器超级元件模型并进行二次调节系统的性能验证.采用插值查表法反算控制角度实时控制变压器在蓄能器充放时的输入输出压力稳定,引入变比例系数PID闭环控制提高压力控制精度.仿真结果表明:通过调节液压变压器的变压比能实现二次调节泵/马达对蓄能器的精确低压充能和高压释放,压力控制误差小于2％,典型工况下刀盘驱动系统效率可提高4.99％.