盾構(gòu)機是一種綜合應(yīng)用機械、電氣、液壓、氣動等技術(shù)的挖掘機械，在城市地鐵施工中得到廣泛使用。液壓系統(tǒng)各種液壓閥的操縱、控制都是通過力（力矩）或位移（角位移）形式的機械量來實現(xiàn)。它可以用手動、機動、氣動、液動、電動及其組合等方式來進行。當(dāng)控制規(guī)律比較復(fù)雜或要求達(dá)到較高的控制性能時，一般都采用電液控制的方式。這種方式是將微弱的控制信號，經(jīng)控制放大器處理和功率放大，再由某種形式的電機械(E-M)轉(zhuǎn)換器，將電量轉(zhuǎn)換成控制元件運動需要的機械量。

VT3000就是這樣一個控制放大模塊，可以將微弱的控制信號處理并放大。

1．VT3000構(gòu)成

比例放大器VT3000是雙路、不帶電反饋、開關(guān)式比例放大器，主要由電源電路、信號處理電路、電流調(diào)節(jié)電路、功率放大電路等組成。VT3000比例放大器原理圖如圖81所示。

顫振信號發(fā)生器可以輸出頻率和幅值穩(wěn)定可調(diào)的顫振信號，并能疊加到控制信號上，可以減小比例電磁鐵甚至整個電液控制閥的滯環(huán)。比例放大器VT3000的顫振信號發(fā)生器頻率為170(1±10%)Hz。

VT3000采用的是開關(guān)式功率放大級中的脈寬00SLBEA100 SG700系列RW5 Part No RV5 Part No RRK 2R SG800 RRK RPW87B RPW24BR RPW68 EA100 EA100DLB EA100S Part No RRK 33 RRK 32 RF031BRZRK RFG031RK FG 360  EA100  RF031BRZ  FG031  Part No RRK 33 RRK 32 RF031BRZRK RFG031RK FG 360  FSB 030  T020  T 360 RFG360RK RFSB030RK RT020RK RT360RK V020  V 360 36 Z020BRZ  ZG 020  RV020RK RV360RK Z020BRZRK RZG02 等
主要型號：
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Fireye 61-4842-12 4.5 ft. (1372 mm) fiber optic bundle - glass. 61-4842-12
Fireye火眼 交流穩(wěn)壓電源 60-2470-2
Fireye 60-2517-4 Replacement scanner for 45UVFS1-1000CEX, -1001CEX 60-2517-4
Fireye 61-6872-6 6 ft, (1829 mm) Fiber Optic Bundle - quartz. 61-6872-6
Fireye 61-4842-11 17.5 ft. (5334 mm) fiber optic bundle - glass. 61-4842-11
Fireye 61-6872-3 3 ft, (914 mm) Fiber-Optic bundle - quartz 61-6872-3
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2．工作原理

如圖5 83所示，VT3000有六個賦值端，其中賦值端1～4(額定輸入電壓為±9V)可以分別通過導(dǎo)通繼電器K1～K4(繼電器的工作電壓為DC 24V)來進行賦值。設(shè)定的電壓值可以由內(nèi)置輔助電源③或外置電位計提供。這四個賦值端賦值的大小還可以分別通過調(diào)節(jié)電位計R₁～R₄來設(shè)定。當(dāng)這些賦值端用外置電位計賦值時，如果內(nèi)置電位計沒有調(diào)到zui大，由于內(nèi)置電位計分壓的原因，其賦值功能將減弱或受限制。直接賦值端5可以直接輸入0～±6V電壓(額定輸入電壓為±6V)。賦值端6是一個微分輸入端，可以直接輸入0～±10V電壓(額定輸入電壓為±10V)。如果用不同參考電壓的電器元件賦值時，那么必須從賦值端6進行賦值。所有賦值端輸入電壓值以測量零點為參考電壓。

VT3000控制面板上指示燈VD1～VD4發(fā)亮?xí)r，分別表示賦值端1～4正在賦值。如果兩個賦值端同時賦值，那么較大的值將被設(shè)定。在開始或停止賦值時，必須將輸入端的兩條信號線同時連接或斷開。所有設(shè)定的參數(shù)傳遞到加法器⑧進行相加，然后輸出一階躍電壓信號到斜坡發(fā)生器。上升時間（斜率）通過電位計進行調(diào)節(jié)。電壓信號到達(dá)額定值的斜坡時間(1s或5s)可以通過是否短接放大器板卡上的J5、J6端來選擇。當(dāng)使用外置電位計調(diào)節(jié)斜坡時間時，內(nèi)置電位計必須調(diào)到zui大值。因為內(nèi)外置電位計并聯(lián)，額定斜坡時間將變小。通過導(dǎo)通繼電器K5或外部短接14a與14c端，可以設(shè)定zui小斜坡時間30ms。

斜坡發(fā)生器輸出信號送至階躍函數(shù)發(fā)生器⑦和加法器⑧。在階躍函數(shù)發(fā)生器的出口產(chǎn)生一階躍函數(shù)，它和斜坡發(fā)生器的輸出信號在加法器內(nèi)相加。加法器⑧的電流輸出信號分別流向雙路平衡電路⑨、電流調(diào)節(jié)器?和控制面板檢測點W（檢測電壓為0～±6V）。如果在W點檢測到的電壓為0～+6V時，放大器將控制電磁鐵A；如果在W點檢測到的電壓為0～-6V時，放大器將控制電磁鐵B。如果檢測電壓小于額定值的1%（階躍函數(shù)發(fā)生器沒有動作），那么流過電磁鐵的電流為20mA。流過電磁鐵A和B的電流大小可以分別通過控制面板檢測點I_a，I_b進行測量(額定值為800mA或800mV)。

加法器⑧輸出信號流經(jīng)雙路平衡電路后反相，可以實現(xiàn)電磁鐵A和B的差動工作。初始電流調(diào)節(jié)電路⑩可以分別通過內(nèi)置電位計，調(diào)節(jié)電磁鐵A和B的預(yù)激電流(一般為20mA)。加法器⑧輸出信號和初始電流分別流到電流調(diào)節(jié)器?。電流調(diào)節(jié)器輸出的連續(xù)信號經(jīng)過疊加顫振信號?后，轉(zhuǎn)換成脈沖寬度與其大小成比例的脈沖信號。該信號經(jīng)脈寬調(diào)制器和功率放大級?放大后，在電磁鐵兩端產(chǎn)生與之同相的脈沖電壓。當(dāng)開關(guān)頻率遠(yuǎn)高于線圈的截止頻率時，由于線圈的電感性，可以在線圈上得到平均值與脈寬成比例，帶有交流紋波分量的直流電流。電流產(chǎn)生的磁場帶動比例閥閥心動作，實現(xiàn)電機械能量的轉(zhuǎn)換。當(dāng)比例放大器賦值端輸入正值時，電磁鐵B動作；反之，則A動作。繼電器K6可以實現(xiàn)電磁鐵A和B的轉(zhuǎn)換控制。

3．VT3000在海瑞克盾構(gòu)機上的應(yīng)用

比例放大器VT3000在盾構(gòu)機上共有兩塊，分別應(yīng)用于刀盤和螺旋機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，控制刀盤和螺旋機的旋轉(zhuǎn)速度。VT3000在刀盤和螺旋機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方面的工作原理是一樣的，這里以刀盤轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為例，介紹其實際應(yīng)用。

刀盤轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的電路分為控制回路和執(zhí)行回路兩部分：①在執(zhí)行回路中，比例放大器VT3000的32a和26a分別接DC24V電源的正負(fù)極，控制回路輸出的模擬信號接微分輸入端（賦值端6）l6a和l6c，比例溢流閥的電

源電路是通過外置標(biāo)準(zhǔn)電源供電，并將電源電壓進行整流、濾波、穩(wěn)壓和過載保護。內(nèi)輔助電源是通過選擇新的參考點，得到以新參考點為基準(zhǔn)零點，能滿足控制放大器中運算放大器等元件正常工作所需要的穩(wěn)定電源。

(2)信號處理電路將輸入的指令信號根據(jù)不同的控制對象和工況要求進行處理，一般都有斜坡信號發(fā)生器、階躍函數(shù)發(fā)生器、初始電流設(shè)定等電路。

1)斜坡信號發(fā)生器。斜坡信號發(fā)生器將一個階躍輸入信號變成緩慢上升或下降的輸出信號，并可通過內(nèi)置電位計進行調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)被控系統(tǒng)工作壓力或運動速度等的無沖擊過渡。調(diào)節(jié)電位計可以改變輸出電壓的斜

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