矩形顶管机是一种使用盾构法的隧道掘进机。顶管机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。顶管机主要有主驱（刀盘）和辅控设备。

技术要求：

☆   矩形顶管机的主驱机构主要是采用无编码器的开环矢量控制，一般采用一台变频器带多台电机，对变频器的开环矢量控制性能有一定的要求；

☆   在矩形顶管机应用中电机联轴器从负载上脱开非常麻烦，要求变频器能够带负载做自学习；

☆   在盾构机应用中经常需要刀盘电机工作在高速弱磁区，要求变频器调速范围宽，弱磁区带载能力强；

☆   在大多数盾构机主驱动电机上，装有机械保护的极限联轴器，如果因意外的冲击转矩而发生“脱扣”，恢复起来非常麻烦。要求变频器有精确的转矩输出限幅控制。

方案描述：

   矩形顶管机的主驱机构（刀盘）主要采用的是一台变频器控制多台电机，控制一个刀盘，一个截面上有大大小小的很多刀盘组成。刀盘的负载则是由被挖掘区域的地质特点决定的，通常波动较大，对控制刀盘电机的变频器提出的要求是控制各刀盘电机在负载快速波动的情况下仍能快速响应。此外，由于刀盘电机在掘进过程中承受的振动较大，编码器的安装会影响可靠性，因此，需要采用没有编码器的开环矢量控制。

   港迪高性能变频器具备的开环矢量控制性能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。此外，港迪高性能变频器内部转矩限幅精度高，可在负载急剧增大时准确限制输出的转矩，避免采用电机输出轴极限联轴器情况下的“脱扣”现象，给盾构机刀盘机械系统的稳定运行提供保障。