JP2562494B2 - Cutter synchronous operation device for multiple shield machine - Google Patents
Cutter synchronous operation device for multiple shield machineInfo
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- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/093—Control of the driving shield, e.g. of the hydraulic advancing cylinders
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の回転カッタをほぼ同一平面内に配置
した多連シールド掘進機において、各々の回転カッタを
複数のモータと減速機からなる電動駆動装置により独立
に駆動し、カッタ同士の干渉が発生しない許容偏角以内
で同期回転させるためのカッタ同期運転装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application] The present invention is a multiple shield excavator in which a plurality of rotary cutters are arranged in substantially the same plane, and each rotary cutter comprises a plurality of motors and a speed reducer. The present invention relates to a cutter synchronous driving device that is independently driven by an electric drive device and is synchronously rotated within an allowable declination angle at which interference between cutters does not occur.
多連シールド掘進機は、複数の回転カッタを、カッタ
中心間距離が各々の回転カッタの掘削半径より大きく、
直径より小であるように並列に配置し、同時に掘削を行
うことにより、トンネル工事の効率化を図ったものであ
るが、これに用いるカッタの配置については次の二つの
方式が考えられている。The multiple shield machine has a plurality of rotary cutters, the distance between the centers of the cutters is larger than the excavation radius of each rotary cutter,
By arranging them in parallel so that they are smaller than the diameter, and by excavating at the same time, the efficiency of tunnel construction was improved, but the following two methods are considered for the arrangement of the cutters used for this. .
（１）隣り同士の回転カッタを、前後にずらして異なる
平面内に配置する。(1) Adjacent rotary cutters are arranged in different planes by shifting them forward and backward.
（２）隣り同士の回転カッタを、位相をずらしてほぼ同
一平面内に配置する。(2) Adjacent rotary cutters are arranged in substantially the same plane with their phases shifted.
上記（１）の方式は、カッタの回転を同期させなくて
もカッタ同士が干渉することはないが、各々の回転カッ
タが受ける切削抵抗の不均衡が大きいため、シールド掘
進機全体の姿勢保持が問題になる。一方、（２）の方式
は、各々の回転カッタが受ける切削抵抗の不均衡は少な
いが、第５図に示すように各々の回転カッタを、カッタ
同士の干渉が発生しない許容偏角以内で同期して回転さ
せる必要がある。特に、駆動トルクの分散を図るため、
各々の回転カッタを複数のモータと減速機からなる電動
駆動装置を用いて独立に駆動する場合には、各々の回転
カッタの駆動系相互間で同期化制御を行っても、各々の
回転カッタを駆動する複数のモータのトルク分担が均等
でないと、各々の回転カッタの切削抵抗や回転抵抗の不
均衡がある場合、カッタ同士の偏角を許容偏角以内に押
えることができず、カッタ同士の干渉が発生する。In the above method (1), the cutters do not interfere with each other even if the rotations of the cutters are not synchronized, but the cutting resistance received by each rotating cutter is large, so that the attitude of the shield machine as a whole is maintained. It becomes a problem. On the other hand, in the method of (2), the imbalance of the cutting resistance received by each rotary cutter is small, but as shown in FIG. 5, the rotary cutters are synchronized within an allowable declination within which interference between the cutters does not occur. Then need to rotate. In particular, in order to disperse the drive torque,
When each rotary cutter is driven independently by using an electric drive system consisting of multiple motors and speed reducers, each rotary cutter can be driven even if synchronization control is performed between the drive systems of each rotary cutter. If the torques of the multiple driving motors are not evenly distributed, if there is an imbalance in the cutting resistance or rotation resistance of each rotary cutter, the declination between the cutters cannot be suppressed within the allowable declination. Interference occurs.
本発明の目的は、複数の回転カッタを同一平面内に配
置し、各々の回転カッタを複数のモータと減速機からな
る電動駆動装置で独立に駆動する場合、各々の回転カッ
タの切削抵抗や回転抵抗の不均衡があっても、各々の回
転カッタを許容偏角以内で同期回転させることができる
多連シールド掘進機のカッタ同期運転装置を提供するこ
とにある。An object of the present invention is to arrange a plurality of rotary cutters in the same plane and to independently drive each rotary cutter by an electric drive device composed of a plurality of motors and speed reducers. It is an object of the present invention to provide a cutter synchronous operation device for a multiple shield machine, which can synchronously rotate each rotary cutter within an allowable deviation angle even if there is an imbalance in resistance.
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、
複数の回転カッタを、カッタ中心間距離が各々の回転カ
ッタの掘削半径より大きく、直径より小であるようにほ
ぼ同一平面内に配置し、各々の回転カッタを複数のモー
タと減速機からなる電動駆動装置により独立に駆動する
多連シールド掘進機において、主たる回転カッタを駆動
するモータ群の中の親モータに対しては、与えられた速
度設定値と速度検出値の差が零となるように供給電力を
調整する速度制御手段を設け、従たる回転カッタを駆動
するモータ群の中の親モータに対しては、与えられた速
度設定値と速度検出値の差および主たる回転カッタと従
たる回転カッタの偏角検出値が零となるように供給電力
を調整する速度制御手段を設け、各々の回転カッタを駆
動するモータ群の中の子モータに対しては、当該モータ
群の中の親モータの電流検出値に基づくトルク指令によ
り、子モータの発生トルクが親モータの発生トルクと同
一になるように供給電力を調整するトルク制御手段を設
けたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is
A plurality of rotary cutters are arranged in substantially the same plane so that the distance between the cutter centers is larger than the excavation radius of each rotary cutter and smaller than the diameter, and each rotary cutter is electrically driven by a plurality of motors and speed reducers. In a multiple shield machine driven independently by a drive unit, the difference between the given speed set value and the detected speed value should be zero for the parent motor in the motor group that drives the main rotary cutter. For the parent motor in the motor group that drives the sub-rotating cutter by providing the speed control means for adjusting the supplied power, the difference between the given speed set value and the detected speed value and the main rotating cutter and the sub-rotation A speed control means for adjusting the supplied electric power is provided so that the detected value of the angle of deviation of the cutter becomes zero, and for the child motor in the motor group which drives each rotary cutter, the parent motor in the motor group is provided. The torque command based on the current detection value, the torque generated by the child motor is characterized in that a torque control means for adjusting the supply power to be the same as the torque generated by the parent motor.
請求項２記載の発明は、各々の回転カッタを駆動する
モータ群の中の子モータに対し、当該モータ群の中の親
モータの電流検出値を子モータの電流設定値として、こ
れと子モータの電流検出値との差が零となるように供給
電力を調整するトルク制御手段を設けたことを特徴とす
る。According to a second aspect of the present invention, for the child motor in the motor group that drives each rotary cutter, the detected current value of the parent motor in the motor group is used as the current set value of the child motor, and this The torque control means is provided to adjust the supplied power so that the difference between the detected current value and the detected current value is zero.
また、請求項３記載の発明は、各々の回転カッタを駆
動するモータ群の中の子モータに対し、当該モータ群の
中の親モータの電流検出値のうちトルク電流成分をトル
ク指令として、子モータに流れる電流のうち磁化電流成
分を一定に保ち、トルク電流成分がトルク指令に対応し
た値となるように供給電力を調整するトルク制御手段を
設けたことを特徴とする。Further, in the invention according to claim 3, the child motors in the motor groups that drive the respective rotary cutters are controlled by using the torque current component of the detected current value of the parent motors in the motor groups as a torque command. A torque control means is provided which keeps a magnetizing current component of the current flowing through the motor constant and adjusts the supplied power so that the torque current component has a value corresponding to the torque command.
〔作 用〕 主たる回転カッタを駆動するモータ群の中の親モータ
と従たる回転カッタを駆動するモータ群の中の親モータ
は、一つの設定器から与えられた速度設定値に各親モー
タの速度検出値が一致するように速度制御され、さら
に、従たる回転カッタを駆動するモータ群の中の親モー
タの速度制御手段は、主たる回転カッタと従たる回転カ
ッタの偏角検出値を制御量として与えられ、偏角検出値
を零とするように働く。[Operation] The parent motor in the motor group that drives the main rotary cutter and the parent motor in the motor group that drives the secondary rotary cutter are set to the speed setting values given by one setter. The speed is controlled so that the detected speed values are the same.Furthermore, the speed control means of the parent motor in the motor group that drives the subordinate rotary cutter controls the declination detected values of the main rotary cutter and the subordinate rotary cutter. And works so as to make the declination detection value zero.
また、各々のモータ群の中の子モータは、当該モータ
群の中の親モータの電流検出値に基づくトルク指令によ
り、その発生トルクが親モータの発生トルクと同一にな
るようにトルク制御されるので、親モータと子モータの
トルク分担の不均衡により親モータの回転速度が影響を
受けて、親モータ同士の同期関係が乱されることもな
く、複数の回転カッタをカッタ同士の干渉が発生しない
許容偏角以内で同期回転させることができる。Further, the child motor in each motor group is torque-controlled by the torque command based on the detected current value of the parent motor in the motor group so that the generated torque becomes the same as the generated torque of the parent motor. Therefore, the rotational speed of the parent motor is affected by the imbalance in the torque sharing between the parent motor and the child motor, and the synchronization relationship between the parent motors is not disturbed, and the multiple cutters interfere with each other. It is possible to rotate synchronously within the allowable declination.
以下、本発明の一実施例を図面により説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第２図〜第４図は、本発明を適用した二連シールド掘
進機の全体構造図である。外形がめがね形をしたシール
ド本体１の前面には、二つのスポーク形回転カッタ２−
1,2−２が同一平面内に配置され、カッタ中心間距離は
各々の回転カッタの掘削半径より大きく、直径より小さ
く設定されている。本実施例は、各々の回転カッタ２−
1,2−２が４本のスポークを持ち、カッタ同士の位相角4
5゜とした例である。2 to 4 are overall structural views of a twin shield machine to which the present invention is applied. On the front surface of the shield body 1 having an outer shape of spectacles, two spoke type rotary cutters 2-
1, 2-2 are arranged on the same plane, and the distance between the centers of the cutters is set to be larger than the excavation radius of each rotary cutter and smaller than the diameter. In this embodiment, each rotary cutter 2-
1,2-2 has 4 spokes and the phase angle between cutters is 4
This is an example with 5 °.
回転カッタ２−１は、隔壁３の後方機内に設置された
モータ４−1,4−2,4−３を減速機５−1,5−2,5−３から
なる電動駆動装置により、また回転カッター２−２は、
同じくモータ４−4,4−5,4−６と減速機５−4,5−5,5−
６からなる電動駆動装置により、それぞれ独立に駆動さ
れるようになっている。モータ４−1,4−2,4−３の回転
は、減速機５−1,5−2,5−３と図示しないピニオン・ギ
ヤを介して回転カッタ２−１の中心軸（Ｌ軸）に伝達さ
れ、モータ４−4,4−5,4−６の回転は、減速機５−4,5
−5,5−６と図示しないピニオン・ギヤを介して回転カ
ッタ２−２の中心軸（Ｒ軸）に伝達される。隔壁３の後
方機内には、このほか、排土用スクリューコンベア６、
シールドジャッキ７、エレクタ８などが設置されてい
て、回転カッタ２−1,2−２による切羽掘削と、エレク
タ８で組立てられたセグメント９を反力受とするシール
ドジャッキ７の推力によってトンネルの掘進を行う。In the rotary cutter 2-1, the motors 4-1, 4-2, 4-3 installed in the rear machine of the bulkhead 3 are driven by an electric drive device composed of speed reducers 5-1, 5-2, 5-3, and The rotary cutter 2-2
Similarly, motors 4-4, 4-5, 4-6 and reduction gears 5-4,5-5, 5-
Each of them is driven independently by an electric drive device composed of 6. The rotation of the motors 4-1, 4-2, 4-3 is performed through the reduction gears 5-1, 5-2, 5-3 and a pinion gear (not shown) and the central axis (L axis) of the rotary cutter 2-1. The rotation of the motors 4-4, 4-5, 4-6 is transmitted to the speed reducers 5-4,5.
It is transmitted to the central axis (R axis) of the rotary cutter 2-2 via -5, 5-6 and a pinion gear (not shown). In addition to this, in the machine behind the partition wall 3, a screw conveyor 6 for soil discharge,
The shield jack 7 and the erector 8 are installed, and the tunnel excavation is performed by the face excavation by the rotary cutters 2-1 and 2-2 and the thrust of the shield jack 7 which receives the segment 9 assembled by the erector 8 as a reaction force. I do.
第５図は、回転カッタ２−１の回転方向を右回り、回
転カッタ２−２の回転方向を左回りとした場合、各々の
回転カッタ２−1,2−２のある回転位置（実線で示す）
からカッタ同士が干渉しない限界位置（２点鎖線で示
す）までの偏角をθ1,θ２で示したもので、各々の回転
カッタが１回転する間の各回転位置で求めた上記偏角θ
1,θ２の最大値にある程度の余裕を見込んでカッタ同士
の許容偏角（±０）を決定する。したがって、この許容
偏角以内で二つの回転カッタを同期回転させれば、カッ
タ同士の干渉は発生しない。FIG. 5 shows that when the rotating direction of the rotary cutter 2-1 is clockwise and the rotating direction of the rotary cutter 2-2 is counterclockwise, the rotary positions of the rotary cutters 2-1 and 2-2 (indicated by solid lines). Show)
To the limit position (indicated by a chain double-dashed line) where the cutters do not interfere with each other by θ 1 and θ 2 , and the above-mentioned declination angle obtained at each rotation position during one rotation of each rotary cutter. θ
The allowable declination (± 0) between the cutters is determined by allowing some margin for the maximum value of 1 and θ 2 . Therefore, if the two rotary cutters are synchronously rotated within this allowable declination, interference between the cutters does not occur.
第１図は本発明によるカッタ同期運転装置の一実施例
のシステム構成図で、本図を用いてシステムの概要を説
明する。本図は、モータ群４−1,4−2,4−３が減速機５
−1,5−2,5−３、ピニオン10−1,10−2,10−３を介して
回転カッタ２−１に結合され、モータ群４−4,4−5,4−
６が減速機５−4,5−5,5−６、ピニオン10−4,10−5,10
−６を介して回転カッタ２−２に結合されていることを
示す。以下の説明では、回転カッタ２−１を同期回転の
基準となる主たる回転カッタ、回転カッタ２−２を追従
して回転する従たる回転カッタとよぶことにする。ま
た、回転カッタ２−１を駆動するモータ群の中の１台４
−１を親モータ、他の２台４−2,4−３をこの親モータ
に従属する子モータとし、同様に回転カッタ２−２を駆
動するモータ群の中の１台４−４を親モータ、他の２台
４−5,4−６をこの親モータに従属する子モータとす
る。FIG. 1 is a system configuration diagram of an embodiment of a cutter synchronous operation device according to the present invention. An outline of the system will be described with reference to this diagram. In this figure, motor groups 4-1, 4-2 and 4-3 are speed reducers 5.
-1,5-2,5-3 and pinion 10-1,10-2,10-3 are connected to the rotary cutter 2-1 through the motor group 4-4,4-5,4-.
6 is a speed reducer 5-4,5-5,5-6, pinion 10-4,10-5,10
It is shown that it is connected to the rotary cutter 2-2 through -6. In the following description, the rotary cutter 2-1 will be referred to as a main rotary cutter that serves as a reference for synchronous rotation, and the subordinate rotary cutter that rotates following the rotary cutter 2-2. In addition, one of the motor groups that drives the rotary cutter 2-1 4
-1 is a parent motor, the other two units 4-2 and 4-3 are child motors subordinate to this parent motor, and one unit 4-4 in the motor group which similarly drives the rotary cutter 2-2 is a parent motor. The motor and the other two units 4-5 and 4-6 are child motors subordinate to the parent motor.
本実施例では、カッタ駆動用モータとしてかご形誘導
電動機（IM）を使用し、すべてのモータを同一極数、同
一定格としている。In this embodiment, a squirrel cage induction motor (IM) is used as a cutter driving motor, and all the motors have the same number of poles and the same rating.
制御装置は、親モータ４−1,4−４の速度制御を行う
制御ユニット11−1,11−４と子モータ４−2,4−3,4−5,
4−６のトルク制御を行う制御ユニット11−2,11−3,11
−5,11−６からなっている。以下、親モータ４−1,4−
４の速度制御に動的速度制御性能の優れたベクトル制御
を用いた場合について述べる。The control device includes control units 11-1, 11-4 for controlling the speeds of the parent motors 4-1, 4-4 and child motors 4-2, 4-3, 4-5,
4-6 Control unit 11-2, 11-3, 11 for torque control
It consists of -5 and 11-6. Hereafter, parent motors 4-1 and 4-
The case where vector control having excellent dynamic speed control performance is used for the speed control of No. 4 will be described.
制御ユニット11−１は、親モータ４−１に直結された
速度発電機（PG）13−１の出力をＦ−Ｖ変換器14−１で
速度に比例した電圧に変換し、この信号（速度検出値）
と速度設定値12からのＬ軸速度指令（速度設定値）との
偏差をとって速度調節器（ASR）15−１に入力する。そ
して、速度調節器15−１の出力をトルク電流設定値と
し、これと磁束設定器16−１からの磁化電流設定値とを
ベクトル演算部17−１でベクトル合成し、２相−３相変
換して一次電流設定値とする。この一次電流設定値と電
流検出器18−１で得られた一次電流検出値の偏差を電流
調節器（ACR）19−１に入力し、電流調節器19−１の出
力をPWM変調器20−１でパルス幅制御信号としてインバ
ータ22−１に加え、整流器21−１の直流出力を可変周波
・可変電圧の交流に変換して親モータ４−１に供給する
ことにより、親モータ４−１の速度制御を行う。The control unit 11-1 converts the output of the speed generator (PG) 13-1 directly connected to the parent motor 4-1 into a voltage proportional to the speed by the FV converter 14-1, and outputs this signal (speed (Detection value)
And the deviation of the L-axis speed command (speed setting value) from the speed setting value 12 are input to the speed controller (ASR) 15-1. Then, the output of the speed adjuster 15-1 is used as a torque current set value, and this and the magnetizing current set value from the magnetic flux setter 16-1 are vector-synthesized by the vector calculation unit 17-1 to perform 2-phase to 3-phase conversion. The primary current setting value. The deviation between the primary current setting value and the primary current detection value obtained by the current detector 18-1 is input to the current regulator (ACR) 19-1, and the output of the current regulator 19-1 is input to the PWM modulator 20- In addition to the inverter 22-1 as a pulse width control signal at 1, the DC output of the rectifier 21-1 is converted into a variable frequency / variable voltage AC and supplied to the parent motor 4-1. Perform speed control.
制御ユニット11−４も上記と同様の構成要素からなっ
ているが、この制御ユニット11−４には、速度設定器12
からのＲ軸速度指令（速度設定値）と親モータ４−４に
直結された速度発電機（PG）13−４の出力信号（速度検
出値）のほかに、Ｌ軸側に連結されたシンクロ発信機23
とＲ軸側に連結されたシンクロ制御変圧機24による回転
カッタ２−1,2−２の偏角信号（偏角検出値）が与えら
れ、その速度設定値と速度検出値の差および偏角検出値
が共に零となるように親モータ４−４の速度制御が行わ
れる。The control unit 11-4 also includes the same components as described above, but the control unit 11-4 includes a speed setter 12
In addition to the R-axis speed command (speed setting value) and the output signal (speed detection value) of the speed generator (PG) 13-4 directly connected to the parent motor 4-4, the synchronization connected to the L-axis side Transmitter 23
And the declination signals (declination detection values) of the rotary cutters 2-1 and 2-2 by the synchro control transformer 24 connected to the R-axis side are given, and the difference and declination angle between the speed setting value and the speed detection value are given. The speed of the parent motor 4-4 is controlled so that the detected values are both zero.
制御ユニット11−2,11−３は、電流検出器18−１で得
られた親モータ４−１の一次電流検出値を子モータ４−
2,4−３の一次電流設定値として電流制御を行うことに
より、子モータ４−2,4−３の発生トルクを親モータ４
−１の発生トルクと同一になるように制御する。同様
に、制御ユニット11−5,11−６は、電流検出器18−４で
得られた親モータ４−４の一次電流検出値を子モータ４
−5,4−６の一次電流設定値として電流制御を行うこと
により、子モータ４−5,4−６の発生トルクを親モータ
４−４の発生トルクと同一になるように制御する。The control units 11-2 and 11-3 use the primary current detection value of the parent motor 4-1 obtained by the current detector 18-1 as the child motor 4-.
By performing current control as the primary current setting value of 2, 4-3, the generated torque of the child motors 4-2, 4-3 is changed to the parent motor 4
The generated torque is controlled to be the same as the generated torque of -1. Similarly, the control units 11-5 and 11-6 set the primary current detection value of the parent motor 4-4 obtained by the current detector 18-4 to the child motor 4-4.
By controlling the current as the primary current setting value of -5, 4-6, the generated torque of the child motors 4-5, 4-6 is controlled to be the same as the generated torque of the parent motor 4-4.
次に、各制御ユニットの構成を第６図〜第９図により
さらに詳しく説明する。Next, the configuration of each control unit will be described in more detail with reference to FIGS.
第６図，第７図において、i0,i2は磁束座標量である
磁化電流およびトルク（二次）電流、ｉα,iβは固定子
座標量である等価２相巻線の各相電流、iR,iS,iTは実際
の３層一次巻線に流れる各相電流、ωＳはすべり周波
数、ωｒは回転角周波数、ω１は一次周波数を示し、各
々の２番目の添字1,4は、モータ４−1,4−４を表わして
いる。また、図中の＊は設定値であることを示す。In FIGS. 6 and 7, i 0 and i 2 are magnetizing currents and torque (secondary) currents that are magnetic flux coordinate quantities, and i α and i β are equivalent two-phase winding phases that are stator coordinate quantities. Current, i R , i S , i T are the actual phase currents flowing in the three-layer primary winding, ω S is the slip frequency, ω r is the rotational angular frequency, and ω 1 is the primary frequency. The subscripts 1 and 4 represent the motors 4-1 and 4-4. Also, * in the figure indicates a set value.
かご形誘導電動機のベクトル制御では、モータ一次電
流を磁化電流成分とトルク電流成分にベクトル分解し、
それぞれを独立に制御する。このため、第６図に示す制
御ユニット11−１では、速度調節器15−１の出力と磁束
設定器16−１の出力をそれぞれトルク電流設定値
ｉ21 ＊，磁化電流設定値ｉ01 ＊として、座標変換器25−
１で等価２相電流設定値ｉα１ ＊,iβ１ ＊に変換し、さ
らに２相−３相変換器26−１で３層の一次電流設定値ｉ
R1 ＊,iS1 ＊ｉT1 ＊に変換しているが、この場合、モータ
４−１の一次周波数ω11を可変としているため、トルク
電流設定値ｉ21 ＊と磁化電流設定値ｉ01 ＊から割算器27
−１ですべり周波数ωS1を求め、これと速度発電機13−
１の出力から得られた回転角周波数ωr1との和を一次周
波数設定値ω11 ＊とし、ω11 ＊で発振する発振器28−１
の出力を磁束位相ψとして前述の磁束座標量ｉ01 ＊,i21
＊から固定子座標量ｉα１ ＊,iβ１ ＊への座標交換を行
っている。電流調節器19−１は、一次電流検出値iR1,i
S1,iT1が一次電流設定値ｉR1 ＊,iS1 ＊,iT1 ＊と一致する
ようにインバータ22−１の出力電圧および周波数を制御
し、親モータ４−１を設定速度で回転させる。第６図中
の２点鎖線で囲んだ部分17−１がベクトル演算部であ
る。In vector control of a squirrel-cage induction motor, the motor primary current is vector decomposed into a magnetizing current component and a torque current component,
Control each independently. Therefore, in the control unit 11-1 shown in FIG. 6, the output of the speed adjuster 15-1 and the output of the magnetic flux setter 16-1 are set as the torque current set value i 21 * and the magnetizing current set value i 01 * , respectively. , Coordinate converter 25-
1 is converted into an equivalent two-phase current set value i α1 * , i β1 * , and the two-phase / three-phase converter 26-1 further converts the primary current set value i of three layers.
R1 *, but converted to i S1 * i T1 *, in this case, the primary frequency omega 11 of the motor 4-1 for that variable, from the torque current set value i 21 * and magnetizing current set value i 01 * Divider 27
Find the slip frequency ω S1 at -1, and calculate this with the speed generator 13-
Oscillator 28-1 that oscillates at ω 11 * with the sum of the rotation angular frequency ω r1 obtained from the output of 1 as the primary frequency setting value ω 11 *
Is used as the magnetic flux phase ψ and the above-mentioned magnetic flux coordinate amount i 01 * , i 21
Coordinates are exchanged from * to the stator coordinate amounts i α1 * , i β1 * . The current regulator 19-1 is configured to detect the primary current detection value i R1 , i
S1, i T1 primary current set values i R1 *, i S1 *, and controls the output voltage and frequency of the inverter 22-1 to match the i T1 *, rotate the parent motor 4-1 set speed. A portion 17-1 surrounded by a chain double-dashed line in FIG. 6 is a vector operation unit.
第７図に示す制御ユニット11−４も、上記と同様の構
成要素からなっており、異なる点は、シンクロ発信機23
の出力をシンクロ制御変圧機24に加え、シンクロ制御変
圧機24の出力として得られた回転カッタ偏角検出値と速
度設定器12からのＲ軸速度指令との和を速度発電機13−
４による速度検出値と比較し、その偏差を速度調節器15
−４に入力している点だけである。The control unit 11-4 shown in FIG. 7 is also composed of the same components as above, except that the synchro transmitter 23 is different.
Is output to the synchro control transformer 24, and the sum of the rotary cutter deviation angle detection value obtained as the output of the synchro control transformer 24 and the R-axis speed command from the speed setter 12 is added to the speed generator 13-
Compared with the speed detection value by 4 and the deviation is speed controller 15
-4 is the only input.
第８図に示す制御ユニット11−2,11−３には、先に述
べたように親モータ４−１の一次電流検出値iR1,iS1,i
T1を子モータ４−2,4−３の一次電流設定値として与え
る。そして、この一次電流設定値と電流検出器18−2,18
−３で得られたモータ４−2,4−３の一次電流検出値
iR2,iS2,iT2,iR3,iS3,iT3の偏差を電流調節器19−2,19
−３に入力し、電流調節器19−2,19−３の出力をPWM変
調器20−2,20−３でパルス幅制御信号としてインバータ
22−2,22−３に加え、整流器21−2,21−３の直流出力を
可変周波・可変電圧の交流に変換して子モータ４−2,4
−３に供給することにより、子モータ４−2,4−３のト
ルク制御を行っている。In the control units 11-2 and 11-3 shown in FIG. 8, the primary current detection values i R1 , i S1 , i of the parent motor 4-1 are described above.
T1 is given as the primary current setting value of the slave motors 4-2 and 4-3. Then, the primary current set value and the current detector 18-2, 18
Detected value of primary current of motors 4-2 and 4-3 obtained in -3
i R2 , i S2 , i T2 , i R3 , i S3 , i T3
-3, and the outputs of the current regulators 19-2 and 19-3 are used as pulse width control signals by the PWM modulators 20-2 and 20-3.
In addition to 22-2 and 22-3, the DC output of the rectifiers 21-2 and 21-3 is converted into a variable frequency / variable voltage AC and the secondary motors 4-2 and 4-3
-3, the torque control of the child motors 4-2 and 4-3 is performed.
同様に、第９図に示す制御ユニット11−5,11−６で
は、親モータ４−４の一次電流検出値iR4,iS4,iT4を子
モータ４−5,4−６の一次電流設定値として、これと電
流検出器18−5,18−６で得られた子モータ４−5,4−６
の一次電流検出値iR5,iS5,iT5,iR6,iS6,iT6の偏差を電
流調節器19−5,19−６に入力し、電流調節器19−5,19−
６の出力をPWM変調器20−5,20−６でパルス幅制御信号
としてインバータ22−5,22−６に加え、整流器21−5,21
−６の直流出力を可変周波・可変電圧の交流に変換して
子モータ４−5,4−６に供給することにより、子モータ
４−5,4−６のトルク制御を行っている。Similarly, in the control units 11-5, 11-6 shown in FIG. 9, the primary current detection values i R4 , i S4 , i T4 of the parent motor 4-4 are transferred to the primary currents of the child motors 4-5, 4-6. As a set value, this and the child motors 4-5, 4-6 obtained by the current detectors 18-5, 18-6
The deviations of the primary current detection values i R5 , i S5 , i T5 , i R6 , i S6 , i T6 are input to the current regulators 19-5, 19-6, and the current regulators 19-5, 19-
The output of 6 is added to the inverters 22-5, 22-6 as pulse width control signals by the PWM modulators 20-5, 20-6, and the rectifiers 21-5, 21-6
The torque control of the child motors 4-5 and 4-6 is performed by converting the DC output of -6 into AC of variable frequency and variable voltage and supplying it to the child motors 4-5 and 4-6.
各モータ群の親モータと子モータは、ピニオン・ギヤ
を介して機械的に結合され同一速度で回転するので、各
相の電流を一致させることによって各モータの発生トル
ク常に同一に保ち、親モータと子モータのトルク分担の
均等化を図ることができる。Since the parent motor and child motor of each motor group are mechanically coupled through the pinion gears and rotate at the same speed, the torque generated by each motor is always kept the same by matching the current of each phase, and the parent motor It is possible to equalize the torque sharing of the child motor.
本実施例は二つの回転カッタを持つ２連シールド掘進
機に適用した例であるが、主たる回転カッタ一つに対し
従たる回転カッタが二つ以上ある多連シールド掘進機に
も同様に適用することができる。また、各々の回転カッ
タを駆動するモータは２台以上、何台であってもよい。This embodiment is an example applied to a double shield excavator having two rotary cutters, but is similarly applied to a multiple shield excavator having two or more subordinate rotary cutters for one main rotary cutter. be able to. Further, the number of motors that drive each rotary cutter may be two or more, and may be any number.
次に、本発明の他の実施例を第10図〜第13図により説
明する。説明を簡単にするため、第10図〜第13図におい
て、第１図〜第９図と同一の部分は同一符号を付いて示
すのみで、その説明を省略する。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. For simplification of description, in FIGS. 10 to 13, the same parts as those in FIGS. 1 to 9 are indicated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
第10図は本実施例のシステム構成図で、前出実施例と
同様に二つの回転カッタを３台ずつのモータ（かご形誘
導電動機）で駆動する例について示したものである。本
実施例においても、各モータ群の中の親モータの速度制
御によりカッタ同士の回転を同期化している点は前出実
施例と同様であるが、子モータのトルク制御をより精度
良く行うため、子モータに対してもベクトル制御を用
い、各モータ群の中の親モータの電流検出値のうちトル
ク電流成分を子モータに対するトルク指令として、子モ
ータに流れる電流のトルク電流成分がトルク指令に対応
した値となるように供給電圧および周波数を制御する点
が前出実施例と異なっている。FIG. 10 is a system configuration diagram of this embodiment, and shows an example in which two rotary cutters are driven by three motors (squirrel cage induction motors) as in the above-described embodiments. Also in this embodiment, the rotation of the cutters is synchronized by the speed control of the parent motor in each motor group, which is similar to the previous embodiment, but in order to perform the torque control of the child motor more accurately. , Vector control is also used for the child motors, and the torque current component of the detected current value of the parent motor in each motor group is used as the torque command for the child motor, and the torque current component of the current flowing in the child motor becomes the torque command. The point that the supply voltage and the frequency are controlled so as to have the corresponding values is different from the above-mentioned embodiment.
第10図において、親モータ４−1,4−４の速度制御を
行う制御ユニット11−1,11−４には、それぞれ電流検出
機18−1,18−４で得られた親モータ４−1,4−４の電流
検出値からトルク電流成分を求めるための３相−２相変
換器29−1,29−４と座標変換器（VD）30−1,30−４が設
けられており、求められたトルク電流成分に相当する信
号（直流量）は、それぞれ子モータ４−2,4−３および
４−5,4−６に対するトルク指令として制御ユニット11
−2,11−３および11−5,11−６に与えられる。In FIG. 10, the control units 11-1 and 11-4, which control the speeds of the parent motors 4-1 and 4-4, are provided with the parent motors 4-4-1 obtained by the current detectors 18-1 and 18-4, respectively. Three-phase to two-phase converters 29-1 and 29-4 and coordinate converters (VD) 30-1 and 30-4 for determining the torque current component from the current detection value of 1,4-4 are provided. , The signal (DC amount) corresponding to the obtained torque current component is used as a torque command for the slave motors 4-2, 4-3 and 4-5, 4-6, respectively.
-2,11-3 and 11-5,11-6.
第11図、第12図は制御ユニット11−1,11−４の回路構
成をさらに詳しく示したものである。11 and 12 show the circuit configuration of the control units 11-1 and 11-4 in more detail.
第11図に示す制御ユニット11−１では、電流検出部18
−１で得られた一次電流検出値iR1,IS1,iT1を電流調節
器19−１のフィードバックさせるとともに、この一次電
流検出値iR1,IS1,iT1を３相−２相変換器29−１で等価
２相量ｉα１,iβ１に変換し、さらに固定子座標量から
磁束座標量への変換を行う座標変換器30−１で磁化電流
成分i01とトルク電流成分i21にベクトル分解する。そし
て、求められたトルク電流成分i21に相当する直流量を
Ｌ軸子モータ４−2,4−３に対するトルク指令とする。In the control unit 11-1 shown in FIG.
The primary current detection values i R1 , I S1 , and i T1 obtained at −1 are fed back to the current regulator 19-1, and the primary current detection values i R1 , I S1 , and i T1 are converted into three-phase to two-phase conversion. The converter 29-1 converts the equivalent two-phase quantities i α1 and i β1 and further converts the stator coordinate amount to the magnetic flux coordinate amount. The coordinate converter 30-1 converts the magnetizing current component i 01 and the torque current component i 21. Vector decomposition into. Then, the DC amount corresponding to the obtained torque current component i 21 is used as the torque command for the L-spindle motors 4-2 and 4-3.
本実施例では、また座標変換器30−１から出力される
トルク電流成分（トルク電流実際値）i21と磁化電流成
分（磁化電流実際値）i01をフィードバック量として、
それぞれ速度設定器15−１から与えられるトルク電流設
定値ｉ21 ＊、磁束設定器16−１から与えられる磁化電流
設定値ｉ01 ＊と比較し、それらの偏差が零となるように
トルク電流調節器31−１の出力ｉ21 ＊＊、磁化電流調節
器32−１の出力ｉ01 ＊＊をベクトル演算部17−１の座標
変換器25−１に加えベクトル合成させることにより、速
度制御の精度向上を図っている。In this embodiment, the torque current component (torque current actual value) i 21 and the magnetizing current component (magnetizing current actual value) i 01 output from the coordinate converter 30-1 are used as feedback amounts.
The torque current setting value i 21 * given by the speed setting device 15-1 and the magnetizing current setting value i 01 * given by the magnetic flux setting device 16-1 are respectively compared, and the torque current is adjusted so that their deviation becomes zero. The accuracy of speed control is obtained by adding the output i 21 ** of the device 31-1 and the output i 01 ** of the magnetizing current adjuster 32-1 to the coordinate converter 25-1 of the vector calculation unit 17-1 and performing vector synthesis. We are trying to improve.
第12図に示す制御ユニット11−４も上記と同様に構成
され、座標変換器30−４から出力されるトルク電流成分
i24に相当する直流量をＲ軸子モータ４−5,4−６のトル
ク指令としている。The control unit 11-4 shown in FIG. 12 is also configured in the same manner as above, and the torque current component output from the coordinate converter 30-4.
The DC amount corresponding to i 24 is used as the torque command for the R-spindle motors 4-5 and 4-6.
第13図は、Ｌ軸、Ｒ軸の各子モータの制御ユニットの
構成を制御ユニット11−２で代表して示したものであ
る。FIG. 13 shows the structure of the control unit of the L-axis and R-axis child motors as a representative of the control unit 11-2.
前にも述べたように本実施例では、Ｌ軸、Ｒ軸の各子
モータ４−2,4−3,4−5,4−６のトルク制御をベクトル
制御により行っている。第13図に示す制御ユニット11−
２の構成は、第11図、第12図に示す制御ユニット11−1,
11−４の構成とほとんど同一である。ベクトル演算部17
−２は、トルク電流調節器31−２の出力ｉ22 ＊＊と磁化
電流調節器32−２の出力ｉ02 ＊＊から割算器27−２です
べり周波数ωS2を求め、これと速度発電機13−２の出力
をＦ−Ｖ変換器14−２で変換して得られた回転角周波数
ωr2との和を一次周波数設定値ω12 ＊＊とし、ω12 ＊＊
で発振する発振器28−２の出力を磁束位相ψとして、座
標変換器25−２で磁束座標量ｉ02 ＊＊,i22 ＊＊から固定
子座標量ｉα２ ＊,iβ２ ＊への変換を行い、さらに２相
−３相変換器26−２で３相の一次電流設定値ｉR2 ＊,iS2
＊,iT2 ＊に変換する。電流調節器19−２は、電流検出器
18−２で得られた子モータ４−２の一次電流検出値iR2,
iS2,iT2が一次電流設定値ｉR2 ＊,iS2 ＊,iT2 ＊と一致す
るようにPWM変調器20−２を作動させて、インバータ22
−２の出力電圧および周波数を制御する。As described above, in this embodiment, the torque control of the L-axis and R-axis child motors 4-2, 4-3, 4-5, 4-6 is performed by vector control. Control unit 11- shown in FIG. 13
The configuration of No. 2 is the control unit 11-1, shown in FIG. 11 and FIG.
It is almost the same as the configuration of 11-4. Vector calculator 17
-2 is obtained by calculating the slip frequency ω S2 with the divider 27-2 from the output i 22 ** of the torque current controller 31-2 and the output i 02 ** of the magnetizing current controller 32-2, and calculating the slip frequency ω S2. The output of the machine 13-2 is converted by the FV converter 14-2 to obtain the sum of the rotational angular frequency ω r2 and the primary frequency set value ω 12 **, and ω 12 **
The output of the oscillator 28-2 that oscillates at is the magnetic flux phase ψ, and the coordinate converter 25-2 converts the magnetic flux coordinate amounts i 02 ** , i 22 ** to the stator coordinate amounts i α2 * , i β2 * . Then, the two-phase to three-phase converter 26-2 is used to set the three-phase primary current setting values i R2 * , i S2
Convert to * , i T2 * . The current regulator 19-2 is a current detector
18-2 Primary current detection value i R2 of the secondary motor 4-2 obtained in 18-2,
i S2, i T2 primary current set values i R2 *, i S2 *, to operate the PWM modulator 20-2 to match the i T2 *, the inverter 22
-2 control the output voltage and frequency.
また、一次電流検出値iR2,iS2,iT2を３相−２相変換
器29−２で等価２相量ｉα２,iβ２に変換し、さらに座
標変換器30−２で磁束位相ψをパラメータとしてベクト
ル分割し、得られたトルク電流成分i22、磁化電流成分i
02をそれぞれトルク電流調節器31−２、磁化電流調節器
32−２にフィードバックさせている。Further, the primary current detection values i R2 , i S2 , i T2 are converted into equivalent two-phase quantities i α2 , i β2 by the three-phase / two-phase converter 29-2, and the magnetic flux phase ψ is further converted by the coordinate converter 30-2. Is obtained as a parameter and the obtained torque current component i 22 and magnetizing current component i
02 is a torque current controller 31-2 and a magnetizing current controller 3
I'm feeding back to 32-2.
この制御ユニットでは、次のようにしてトルク制御が
行われる。まず、図中点線で示す速度制御ループおよび
速度調節器15−２がないものとすれば、トルク電流調節
器31−２は、制御ユニット11−１から与えられるＬ軸子
モータトルク指令をトルク電流設定値ｉ22 ＊として、こ
れとトルク電流成分i22のフィードバック量との偏差が
零となるように動作し、一方、磁化電流調節器32−２
は、磁束設定器16−２の出力を磁化電流設定値ｉ02 ＊と
して、これと磁化電流成分i02のフィードバック量との
偏差が零となるように動作する。In this control unit, torque control is performed as follows. First, assuming that there is no speed control loop and speed adjuster 15-2 indicated by the dotted line in the figure, the torque current adjuster 31-2 outputs the L-axis motor torque command given from the control unit 11-1 to the torque current. As the set value i 22 * , it operates so that the deviation between this and the feedback amount of the torque current component i 22 becomes zero, while the magnetizing current adjuster 32-2
Operates by setting the output of the magnetic flux setter 16-2 as the magnetizing current set value i 02 * and making the deviation between this and the feedback amount of the magnetizing current component i 02 zero.
その結果、子モータ４−２に対しては、一次電流中の
磁化電流成分i02を一定に保ち、トルク電流成分i22がト
ルク指令として与えられた親モータ４−１のトルク電流
成分i21に対応して値となるようにするトルク制御が行
われ、子モータ４−２の発生トルクは親モータ４−１の
発生トルクと常に同一に保たれることになる。As a result, the child with respect to the motor 4-2, keeping the magnetizing current component i 02 in the primary current constant, the torque current component i 22 the torque current component i 21 of the parent motor 4-1 provided as the torque command The torque control is performed so that the torque becomes a value corresponding to, and the generated torque of the child motor 4-2 is always kept the same as the generated torque of the parent motor 4-1.
同様に、子モータ４−３の発生トルクはＬ軸子モータ
トルク指令により親モータ４−１の発生トルクと同一に
なるように制御され、子モータ４−5,4−６の発生トル
クはＲ軸子モータトルク指令により親モータ４−４の発
生トルクと同一になるように制御される。Similarly, the torque generated by the child motor 4-3 is controlled to be the same as the torque generated by the parent motor 4-1 by the L-axis child motor torque command, and the torque generated by the child motors 4-5 and 4-6 is R. It is controlled to be the same as the torque generated by the parent motor 4-4 by the shaft motor torque command.
トルク制御は単独で行ってもよいが、第13図に点線を
示す速度制御ループと速度調節器15−２を付加して、常
時は親モータ４−１と共通のＬ軸速度指令による速度調
節器15−２の出力をトルク電流設定値ｉ22 ＊として子モ
ータ４−２の速度制御を行い、負荷トルクの増加により
親モータ４−１のトルク電流が異常に大きくなった時
に、ダイオード33を通じてトルク指令を優先して作用さ
せ、それに対応して子モータ４−２の発生トルクを増加
させるようにしてもよい。Although the torque control may be performed independently, the speed control loop shown by the dotted line in FIG. 13 and the speed adjuster 15-2 are added, and the speed is normally adjusted by the L-axis speed command common to the parent motor 4-1. The output of the device 15-2 is used as the torque current set value i 22 * to control the speed of the child motor 4-2, and when the torque current of the parent motor 4-1 becomes abnormally large due to the increase of the load torque, the diode 33 is applied. The torque command may be preferentially applied and the generated torque of the slave motor 4-2 may be correspondingly increased.
第14図は、モータの一次電圧および周波数を可変とし
た場合のトルク制御の働きを示す説明図である。親モー
タの負荷トルクが増加すると、制御装置は設定速度を維
持しようとしてトルク電流を増加させる。この時、トル
ク指令値の増加に対応して、設定速度を引き上げた時と
同様に、子モータの速度−トルク特性曲線は図の実線か
ら点線へと高速側に推移するが、モータ回転速度はギャ
により拘束されているため、この拘束された速度での発
生トルクは図に示した分だけ増加し、親モータとのトル
ク分担の均衡がとれるようになる。FIG. 14 is an explanatory diagram showing the function of torque control when the primary voltage and frequency of the motor are variable. When the load torque of the parent motor increases, the controller increases the torque current in an attempt to maintain the set speed. At this time, in response to the increase in the torque command value, the speed-torque characteristic curve of the child motor changes from the solid line to the dotted line on the high speed side in the same manner as when the set speed is increased, but the motor rotation speed is Since the gear is restrained, the torque generated at the restrained speed is increased by the amount shown in the figure, and the torque sharing with the parent motor is balanced.
本実施例では、子モータのトルク制御に動的性能の良
いベクトル制御を用いているので、親モータのトルク変
動に速応した制御を行うことができる。In the present embodiment, since the vector control with good dynamic performance is used for the torque control of the child motor, it is possible to perform the control in quick response to the torque fluctuation of the parent motor.
本発明によれば、複数の回転カッタをほぼ同一平面内
に配置した多連シールド掘進機において、各々の回転カ
ッタを駆動するモータ群の中の親モータの速度制御によ
りカッタ同士の回転を同期化する一方、モータ群の中の
子モータのトルク制御により親モータと子モータのトル
ク分担の均等化を図っているので、各々の回転カッタの
切削抵抗や回転抵抗の不均衡に左右されず、また各々の
回転カッタを駆動する複数のモータのトルク分担の不均
衡によりカッタ同士の同期関係が乱されることもなく、
複数の回転カッタをカッタ同士の干渉が発生しない許容
偏角以内で同期回転させることができる。According to the present invention, in a multiple shield excavator in which a plurality of rotary cutters are arranged in substantially the same plane, the rotations of the cutters are synchronized by controlling the speed of the parent motor in the motor group that drives each rotary cutter. On the other hand, the torque control of the slave motor in the motor group aims to equalize the torque sharing between the master motor and the slave motor, so that it is not affected by the cutting resistance or imbalance of the rotation resistance of each rotary cutter. There is no disturbance of the synchronous relationship between the cutters due to the imbalance of the torque sharing of the plurality of motors driving the respective rotary cutters,
It is possible to rotate a plurality of rotary cutters synchronously within an allowable deviation angle at which interference between the cutters does not occur.
第１図は本発明によるカッタ同期運転装置の一実施例の
システム構成図、第２図は本発明を適用した２連シール
ド掘振機の縦断面図、第３図は第２図のＡ矢視図、第４
図は第２図のＢ−Ｂ断面図、第５図は回転カッタの許容
偏角の説明図、第６図〜第９図は第１図中の各制御ユニ
ットの詳細回路図、第10図は本発明によるカッタ同期運
転装置の他の実施例のシステム構成図、第11図〜第13図
は第10図中の制御ユニットの詳細回路図、第14図はトル
ク制御の働きを示す説明図である。 ２−１……主たる回転カッタ、２−２……従たる回転カ
ッタ、４−1,4−４……親モータ、４−2,4−3,4−5,4−
６……子モータ、５−1,5−2,5−3,5−4,5−5,5−６…
…減速機、11−1,11−４……速度制御手段である制御ユ
ニット、11−2,11−3,11−5,11−６……トルク制御手段
である制御ユニット、12……速度設定器、13−1,13−2,
13−3,13−4,13−5,13−６……速度発電機、18−1,18−
2,18−3,18−4,18−5,18−６……電流検出器、23……シ
ンクロ発信機、24……シンクロ制御変圧機、22−1,22−
2,22−3,22−4,22−5,22−６……電力調整用インバー
タ。FIG. 1 is a system configuration diagram of an embodiment of a cutter synchronous operation device according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a double shield excavator to which the present invention is applied, and FIG. 3 is an arrow A in FIG. Perspective view, 4th
FIG. 5 is a sectional view taken along the line BB in FIG. 2, FIG. 5 is an explanatory view of the allowable declination of the rotary cutter, and FIGS. 6 to 9 are detailed circuit diagrams of control units in FIG. 1 and FIG. FIG. 11 is a system configuration diagram of another embodiment of the cutter synchronous operation device according to the present invention, FIGS. 11 to 13 are detailed circuit diagrams of the control unit in FIG. 10, and FIG. 14 is an explanatory diagram showing the function of torque control. Is. 2-1 ... Main rotary cutter, 2-2 ... Subordinate rotary cutter, 4-1,4-4 ... Parent motor, 4-2,4-3,4-5,4-
6 ... Slave motor, 5-1,5-2,5-3,5-4,5-5,5-6 ...
... reducer, 11-1, 11-4 ... control unit which is speed control means, 11-2, 11-3, 11-5, 11-6 ... control unit which is torque control means, 12 ... speed Setting device, 13-1, 13-2,
13-3, 13-4, 13-5, 13-6 ... Speed generator, 18-1, 18-
2,18-3,18-4,18-5,18-6 ... Current detector, 23 ... Sync transmitter, 24 ... Sync control transformer, 22-1,22-
2,22-3,22-4,22-5,22-6 ... Inverter for power adjustment.
フロントページの続き (73)特許権者 999999999 大豊建設株式会社 東京都中央区新川１丁目24番４号 (72)発明者 山崎 英嗣 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (72)発明者 大塚 隆三郎 愛知県名古屋市港区昭和町13番地 石川 島播磨重工業株式会社名古屋工場内 (72)発明者 茂呂 隆 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (72)発明者 湯澤 敏文 愛知県名古屋市港区昭和町13番地 石川 島播磨重工業株式会社名古屋工場内 (72)発明者 多田野 誠二 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (72)発明者 土屋 清 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内Front page continuation (73) Patent holder 999999999 Daitoyo Construction Co., Ltd. 1-24-4 Shinkawa, Chuo-ku, Tokyo (72) Inventor Hidetsugu Yamazaki 650 Jinmachi, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Tsuchiura Plant ( 72) Inventor Ryusaburo Otsuka 13 Showa-cho, Minato-ku, Nagoya, Aichi Prefecture Ishikawajima Harima Heavy Industries Co., Ltd.Nagoya Plant (72) Inventor Takashi Moro 650 Kintatecho, Tsuchiura City, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Tsuchiura Plant (72 ) Inventor Toshifumi Yuzawa 13, Showa-cho, Minato-ku, Aichi Prefecture, Ishikawa Shima Harima Heavy Industries Co., Ltd., Nagoya Plant (72) Inventor, Seiji Tadano, 650, Jinmachi, Tsuchiura, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd., Tsuchiura Plant (72) ) Inventor Kiyoshi Tsuchiya 650 Kintate-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Tsuchiura factory
Claims (3)
各々の回転カッタの掘削半径より大きく、直径より小で
あるようにほぼ同一平面内に配置し、各々の回転カッタ
を複数のモータと減速機からなる電動駆動装置により独
立に駆動する多連シールド掘進機において、主たる回転
カッタを駆動するモータ群の中の親モータに対しては、
与えられた速度設定値と速度検出値の差が零となるよう
に供給電力を調整する速度制御手段を設け、従たる回転
カッタを駆動するモータ群の中の親モータに対しては、
与えられた速度設定値と速度検出値の差および主たる回
転カッタと従たる回転カッタの偏角検出値が共に零とな
るように供給電力を調整する速度制御手段を設け、各々
の回転カッタを駆動するモータ群の中の子モータに対し
ては、当該モータ群の中の親モータの電流検出値に基づ
くトルク指令により、子モータの発生トルクが親モータ
の発生トルクと同一になるように供給電力を調整するト
ルク制御手段を設けたことを特徴とする多連シールド掘
進機のカッタ同期運転装置。1. A plurality of rotary cutters are arranged in substantially the same plane such that the distance between the cutter centers is larger than the excavation radius of each rotary cutter and smaller than the diameter, and each rotary cutter is provided with a plurality of motors. In a multiple shield excavator that is independently driven by an electric drive device composed of a reducer, for the parent motor in the motor group that drives the main rotary cutter,
Providing speed control means for adjusting the supplied power so that the difference between the given speed setting value and the speed detection value is zero, and for the parent motor in the motor group that drives the subordinate rotary cutter,
Drives each rotary cutter by providing speed control means that adjusts the supplied power so that the difference between the given speed set value and the detected speed value and the detected deviation angle of the main rotary cutter and the secondary rotary cutter are both zero. For the child motors in the motor group, the power supply is performed so that the torque generated by the child motor becomes the same as the torque generated by the parent motor by the torque command based on the current detection value of the parent motor in the motor group. A cutter synchronous operation device for a multiple shield machine, which is provided with a torque control means for adjusting.
各々の回転カッタの掘削半径より大きく、直径より小で
あるようにほぼ同一平面内に配置し、各々の回転カッタ
を複数のモータと減速機からなる電動駆動装置により独
立に駆動する多連シールド掘進機において、主たる回転
カッタを駆動するモータ群の中の親モータに対しては、
与えられた速度設定値と速度検出値の差が零となるよう
に供給電力を調整する速度制御手段を設け、従たる回転
カッタを駆動するモータ群の中の親モータに対しては、
与えられた速度設定値と速度検出値の差および主たる回
転カッタと従たる回転カッタの偏角検出値が共に零とな
るように供給電力を調整する速度制御手段を設け、各々
の回転カッタを駆動するモータ群の中の子モータに対し
ては、当該モータ群の中の親モータの電流検出値を子モ
ータの電流設定値として、これと子モータの電流検出値
との差が零となるように供給電力を調整するトルク制御
手段を設けたことを特徴とする多連シールド掘進機のカ
ッタ同期運転装置。2. A plurality of rotary cutters are arranged in substantially the same plane so that the distance between the cutter centers is larger than the excavation radius of each rotary cutter and smaller than the diameter, and each rotary cutter is provided with a plurality of motors. In a multiple shield excavator that is independently driven by an electric drive device composed of a reducer, for the parent motor in the motor group that drives the main rotary cutter,
Providing speed control means for adjusting the supplied power so that the difference between the given speed setting value and the speed detection value is zero, and for the parent motor in the motor group that drives the subordinate rotary cutter,
Drives each rotary cutter by providing speed control means that adjusts the supplied power so that the difference between the given speed set value and the detected speed value and the detected deviation angle of the main rotary cutter and the secondary rotary cutter are both zero. For the child motor in the motor group, the current detection value of the parent motor in the motor group is used as the current setting value of the child motor so that the difference between this and the current detection value of the child motor becomes zero. A cutter synchronous operation device for a multiple shield machine, characterized in that torque control means for adjusting the supplied power is provided in the.
各々の回転カッタの掘削半径より大きく、直径より小で
あるようにほぼ同一平面内に配置し、各々の回転カッタ
を複数のモータと減速機からなる電流駆動装置により独
立に駆動する多連シールド掘進機において、主たる回転
カッタを駆動するモータ群の中の親モータに対しては、
与えられた速度設定値と速度検出値の差が零となるよう
に供給電力を調整する速度制御手段を設け、従たる回転
カッタを駆動するモータ群の中の親モータに対しては、
与えられた速度設定値と速度検出値の差および主たる回
転カッタと従たる回転カッタの偏角検出値が共に零とな
るように供給電力を調整する速度制御手段を設け、各々
の回転カッタを駆動するモータ群の中の子モータに対し
ては、当該モータ群の中の親モータの電流検出値のうち
トルク電流成分をトルク指令として、子モータに流れる
電流のうち磁化電流成分を一定に保ち、トルク電流成分
がトルク指令に対応した値となるように供給電力を調整
するトルク制御手段を設けたことを特徴とする多連シー
ルド掘進機のカッタ同期運転装置。3. A plurality of rotary cutters are arranged in substantially the same plane such that the distance between the cutter centers is larger than the excavation radius of each rotary cutter and smaller than the diameter, and each rotary cutter is provided with a plurality of motors. In a multiple shield excavator that is independently driven by a current drive device that consists of a reducer, for the parent motor in the motor group that drives the main rotary cutter,
Providing speed control means for adjusting the supplied power so that the difference between the given speed setting value and the speed detection value is zero, and for the parent motor in the motor group that drives the subordinate rotary cutter,
Drives each rotary cutter by providing speed control means that adjusts the supplied power so that the difference between the given speed set value and the detected speed value and the detected deviation angle of the main rotary cutter and the secondary rotary cutter are both zero. For the child motor in the motor group, the torque current component of the current detection value of the parent motor in the motor group is used as the torque command, and the magnetizing current component of the current flowing in the child motor is kept constant. A cutter synchronous operation device for a multiple shield machine, comprising torque control means for adjusting supply power so that a torque current component has a value corresponding to a torque command.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299664A JP2562494B2 (en) | 1988-03-04 | 1988-11-29 | Cutter synchronous operation device for multiple shield machine |
| US07/383,533 US4939431A (en) | 1988-11-29 | 1989-07-21 | Control system for synchronous rotation of cutter heads, for use in shield machine |
| EP89114913A EP0375837B1 (en) | 1988-11-29 | 1989-08-11 | Control system for synchronous rotation of cutter heads, for use in shield machine |
| DE68919467T DE68919467T2 (en) | 1988-11-29 | 1989-08-11 | Control system for the synchronous rotary movement of cutting heads for use in shield boring machines. |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-49774 | 1988-03-04 | ||
| JP4977488 | 1988-03-04 | ||
| JP63299664A JP2562494B2 (en) | 1988-03-04 | 1988-11-29 | Cutter synchronous operation device for multiple shield machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01315589A JPH01315589A (en) | 1989-12-20 |
| JP2562494B2 true JP2562494B2 (en) | 1996-12-11 |
Family
ID=26390224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2562494B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2872708B2 (en) * | 1989-10-06 | 1999-03-24 | 日立建機株式会社 | Cutter synchronous operation device of multiple shield excavator |
| EP1020617A1 (en) * | 1999-01-14 | 2000-07-19 | SHI Control Systems, Ltd. | Control apparatus for synchronous rotation of cutter heads, for a multiple shield excavator |
-
1988
- 1988-11-29 JP JP63299664A patent/JP2562494B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01315589A (en) | 1989-12-20 |
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