CN104233975A - 一种基于无刷电机驱动的剪式门系统 - Google Patents

一种基于无刷电机驱动的剪式门系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104233975A
CN104233975A CN201310239763.7A CN201310239763A CN104233975A CN 104233975 A CN104233975 A CN 104233975A CN 201310239763 A CN201310239763 A CN 201310239763A CN 104233975 A CN104233975 A CN 104233975A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
electric machine
door
machine controller
circuit
Prior art date
Application number
CN201310239763.7A
Other languages
English (en)
Inventor
彭俊
万礼华
Original Assignee
重庆金美通信有限责任公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 重庆金美通信有限责任公司 filed Critical 重庆金美通信有限责任公司
Priority to CN201310239763.7A priority Critical patent/CN104233975A/zh
Publication of CN104233975A publication Critical patent/CN104233975A/zh

Links

Abstract

本发明提出一种基于无刷电机驱动的剪式门系统,该系统包括机架、扇门、四杆机构、电机、电机控制器、弧形导轨、弹簧、限位块。扇门、四杆机构、电机、电机控制器、弧形导轨、限位块均安装于机架上。上述系统所用电机为无刷直流电机。四杆机构包括一曲柄和一连杆。本发明提出的一种基于无刷电机驱动的剪式门系统具有关门过程夹人保护功能及系统掉电自动开门功能,使用PWM-ON控制算法驱动无刷直流电机作为扇门开闭的动力源,提高了系统的可靠性、稳定性、适应性,延长使用寿命,降低维护成本。

Description

—种基于无刷电机驱动的剪式门系统

技术领域

[0001] 本发明涉及轨道交通车站的闸机,具体涉及闸机中的通行控制系统。

背景技术

[0002] 闸机是轨道交通自动售检票(Automatic Fare Collect1n,AFC)系统的重要组成部分,用于乘客进出站的自动检票及通行控制。闸机系统由自动检票系统、乘客通行位置识别系统、通行控制系统三部分组成。本发明提出的剪式门系统属于闸机的通行控制系统。

[0003] 顾名思义,自动检票系统的功能为乘客进出站时检票。乘客通行位置识别系统的功能为识别乘客检票后行走在通道里的位置,并根据乘客位置向通行控制系统发送开/关门指令。通行控制系统的功能为接收乘客通行位置识别系统发送的开/关门指令,执行开/关门动作,实现通行控制的目的。通行控制系统对闸机性能的影响主要体现在以下方面:关门过程中夹人保护功能关系乘客的人身安全,开/关门速度影响通行的客流量,驱动系统的使用寿命影响闸机的维护成本。

[0004]目前轨道交通所用闸机的剪式门系统的动力源多为有刷电机驱动且结构型式复杂(如专利:公开号CN101994460A)。上述剪式门系统存在结构型式复杂,加工难度大,制作成本高等缺点。由于有刷电机内存在电刷,上述系统还存在使用寿命短、维护成本高等缺点。

发明内容

[0005] 本发明提出了一种基于无刷电机驱动的剪式门系统,采用无刷直流电机作为驱动扇门的动力源,配合PWM-ON控制算法及合理的PWM频率,解决了现有系统存在的结构型式复杂、使用寿命短、维护成本高等缺点。本系统具有夹人保护功能,可避免系统误动作造成扇门对乘客的伤害。本系统开/关门速度快,可提高闸机的客流量。本系统掉电且扇门关闭时,可以保持开门状态。

[0006] 电机及电机控制器是本剪式门系统的动力核心,电机控制器包括电源处理电路、微处理器(MCU)、三相全桥驱动电路、电机位置信号处理电路、数字输入信号处理电路。主要特点为:

电机采用内置位置传感器的无刷直流电机;

电机控制器采用PWM-ON控制方式驱动电机;

电机控制器的微处理器定时诊断电机位置信号,识别关门过程中扇门遇阻,实现夹人保护功能;

电机控制器的三相全桥驱动电路采用二极管D、电阻R、电容C组成预驱动充电泵电路,将上桥臂的栅极信号抬升到VP0WER+VCC,以产生高边MOSFET栅极电压;

电机控制器的电机位置信号处理电路米用电阻Rl、R2、电容Cl、C2,对电机位置信号进行滤波及上拉处理。

[0007] 本发明有益的技术效果是: 采用无刷直流电机作为动力源,解决了现有系统采用有刷电机作为动力源的控制精度差、使用寿命短、维护成本高等缺点。本系统具有夹人保护功能,可避免系统误动作造成扇门对乘客的伤害,提高了闸机系统的安全性。开/关门速度快达数百ms,可以提高闸机的客流量。本系统掉电且扇门关闭时,可以保持开门状态,达到掉电紧急放行目的。

附图说明

[0008] 图1基于无刷电机驱动的剪式门系统图2剪式门系统各个模块

图3无刷直流电机驱动原理框图图4 PWM-ON驱动控制时序图5电机位置信号处理电路。

具体实施方式

[0009] 本发明提出的采用无刷直流电机作为动力源的剪式门系统,从多方面考虑,提高系统的可靠性、安全性、通行效率。首先通过使用无刷直流电机作为动力源,提高了系统的可靠性;其次,通过电机控制器实现夹人保护功能提高系统的安全性;然后,通过降低开/关门时间提闻闸机的通行效率。

[0010] 图1是基于无刷电机驱动的剪式门系统图,其主要工作原理如下:

该系统包括机架、扇门、四杆机构、电机、电机控制器、弧形导轨、弹簧、限位块。扇门、四杆机构、电机、电机控制器、弧形导轨、限位块均安装于机架上。所用电机为无刷直流电机。四杆机构包括一曲柄和一连杆。曲柄的一端与电机的输出轴传动连接,曲柄的另一端与连杆的一端铰接,连杆的另一端铰接于扇门上,扇门的下端与机架铰接。电机作为动力源带动曲柄摇杆机构以驱动扇门开闭。弧形导轨的作用为引导扇门开闭。弹簧的一端固定于曲柄上,另一端固定于机架上。当系统断电且扇门关闭时,弹簧的拉力驱动曲柄旋转带动曲柄摇杆机构,将扇门打开,达到紧急放行的目的。限位块共两个,通过限制曲柄的旋转运动来起到限位作用。限位块A用于关门限位,它位于扇门完全关闭时曲柄与连杆的铰接位置下方。限位块B用于开门限位,它位于电机输出轴的左上方。

[0011] 电机控制器接收到开/关门指令后,读取电机内置的位置信号,根据转子位置,微处理器发出PWM信号,经过预驱动电路处理后,到达三相全桥驱动电路,相应桥臂的MOSFET被导通,相应定子通电,控制电机转动。由于电机输出轴与曲柄传动连接,曲柄与连杆铰接,连杆与扇门铰接,因此电机的转动会带动扇门的开闭。图1中的弧形导轨的作用为引导扇门运动。图1中的弹簧为当系统断电且扇门关闭时,紧急开门作用。

[0012] 图3为无刷直流电机驱动原理框图,MCU发出的6路PWM-ON信号经过预驱动电路处理后,送入三相MOSFET的栅极。预驱动电路的二极管D、电阻R、电容C组成充电泵电路,将上桥臂的栅极信号抬升到VP0WER+VCC。

[0013] 图4为MCU输出的PWM-ON控制时序。PWMf PWM6分别对应A相上桥臂,A相下桥臂,B相上桥臂,B相下桥臂,C相上桥臂,C相下桥臂的栅极驱动信号。由图可知,每个MOSFET在一个周期内导通120°,导通的120°时间内,前60°为PWM控制,后60°为高电平控制。通过PWM-ON驱动控制方式及合理的PWM驱动频率,可以降低开关损耗及电机换相的转矩脉动,提高驱动效率和响应时间。

[0014] 图5为电机转子位置信号处理电路,电机在启停、反转时存在较大的瞬时电流,福射干扰较大。而电机位置信号的电平较低,易受干扰。因此电阻R2、电容Cl、C2组成滤波器电路,对位置信号进行滤波抗扰处理,从而准确识别转子位置。电阻Rl对信号进行上拉,MCU通过程序定时查询信号的电平可诊断出信号断路或对地短路故障。

Claims (7)

1.一种基于无刷电机驱动的剪式门系统,其特征在于,该系统包括机架、扇门、四杆机构、电机、电机控制器、弧形导轨、弹簧、限位块,扇门、四杆机构、电机、电机控制器、弧形导轨、限位块均安装于机架上。
2.如权利要求1所述电机和电机控制器是本剪式门系统的动力核心,对系统稳定运行起着关键作用,本系统采用的无刷直流电机,其特征在于扭矩大,内置位置传感器。
3.如权利要求1所述电机控制器,其特征在于包括电源处理电路、微处理器(MCU)、三相全桥驱动电路、电机位置信号处理电路、数字输入信号处理电路。
4.如权利要求1所述电机控制器,其特征在于选择PWM-ON控制算法及合理的PWM频率驱动无刷直流电机,提高驱动效率和响应时间的同时,降低开关损耗。
5.如权利要求1所述电机控制器,其特征在于MCU定时诊断电机位置信号,识别关门过程中扇门遇阻(如夹到乘客或行李等),实现夹人保护功能。
6.如权利要求3所述电机控制器的三相全桥驱动电路,其特征在于选择合适的二极管D、电阻R、电容C组成充电泵电路,将上桥臂的栅极信号抬升到VP0WER+VCC。
7.如权利要求3所述电机控制器的电机位置信号处理电路,其特征在于选择合适的电阻Rl、R2、电容Cl、C2,对电机位置信号进行滤波及上拉处理。
CN201310239763.7A 2013-06-18 2013-06-18 一种基于无刷电机驱动的剪式门系统 CN104233975A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310239763.7A CN104233975A (zh) 2013-06-18 2013-06-18 一种基于无刷电机驱动的剪式门系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310239763.7A CN104233975A (zh) 2013-06-18 2013-06-18 一种基于无刷电机驱动的剪式门系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104233975A true CN104233975A (zh) 2014-12-24

Family

ID=52222812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310239763.7A CN104233975A (zh) 2013-06-18 2013-06-18 一种基于无刷电机驱动的剪式门系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104233975A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110306462A (zh) * 2019-07-04 2019-10-08 广东艾科智泊科技股份有限公司 一种闸杆调平衡方法及道闸
WO2020077973A1 (zh) * 2018-10-15 2020-04-23 上海华铭智能终端设备股份有限公司 一种闸机通道的开关装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100671958B1 (ko) * 2006-07-20 2007-01-19 주식회사 삼현 비엘디씨모터용 토크맥동 저감형 전류제한 제어장치
CN2938549Y (zh) * 2006-08-28 2007-08-22 中山大洋电机股份有限公司 一种直流无刷电机系统
CN201918945U (zh) * 2011-01-25 2011-08-03 深圳市博巨兴实业发展有限公司 一种单霍尔直流无刷电机控制装置
CN202068370U (zh) * 2011-04-28 2011-12-07 珠海市海菲自动门有限公司 一种道闸机的直流变频控制系统
CN202347472U (zh) * 2011-11-30 2012-07-25 易程(苏州)新技术股份有限公司 应用于闸机的拍打门控制装置
CN102660929A (zh) * 2012-05-17 2012-09-12 苏州雷格特智能设备有限公司 一种自动检票机的剪式门装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100671958B1 (ko) * 2006-07-20 2007-01-19 주식회사 삼현 비엘디씨모터용 토크맥동 저감형 전류제한 제어장치
CN2938549Y (zh) * 2006-08-28 2007-08-22 中山大洋电机股份有限公司 一种直流无刷电机系统
CN201918945U (zh) * 2011-01-25 2011-08-03 深圳市博巨兴实业发展有限公司 一种单霍尔直流无刷电机控制装置
CN202068370U (zh) * 2011-04-28 2011-12-07 珠海市海菲自动门有限公司 一种道闸机的直流变频控制系统
CN202347472U (zh) * 2011-11-30 2012-07-25 易程(苏州)新技术股份有限公司 应用于闸机的拍打门控制装置
CN102660929A (zh) * 2012-05-17 2012-09-12 苏州雷格特智能设备有限公司 一种自动检票机的剪式门装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020077973A1 (zh) * 2018-10-15 2020-04-23 上海华铭智能终端设备股份有限公司 一种闸机通道的开关装置
CN110306462A (zh) * 2019-07-04 2019-10-08 广东艾科智泊科技股份有限公司 一种闸杆调平衡方法及道闸

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7042183B2 (en) Barrier movement operator speed control
CN100461613C (zh) 兼作充电控制装置的电动机驱动装置
CN204399174U (zh) 地铁车门防护装置
CN201231692Y (zh) 一种电动汽车驱动控制系统
CN105201319A (zh) 一种基于双霍尔传感器与直流电机的四门车窗防夹方法
CN1897385B (zh) 电动机控制装置
CN104005635B (zh) 一种车窗防夹控制方法
CN201531444U (zh) 一种空调风机控制系统
CN2844362Y (zh) 直线电机驱动式自动感应门
CN104270052A (zh) 一种车用永磁同步电机控制器
CN103701367B (zh) 一种无传感器无刷直流电机的软起动控制装置
CN102790568B (zh) 一种高速无刷直流电动机软起动控制系统
CN101286726A (zh) 一种电机驱动装置及电机驱动控制方法
CN204156768U (zh) 一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统
CA2478820A1 (en) An asymmetric drive motor for a barrier operator or the like
CN102966284B (zh) 一种汽车车窗控制系统的控制方法
CN102291068A (zh) 四象限无位置传感器开关磁阻电机控制装置及方法
CN103696649B (zh) 用于电动车窗的防夹保护装置及方法
CN101070744A (zh) 汽车电动车窗控制装置
CN101092864A (zh) 基于自适应的电动车窗防夹手装置及其控制方法
CN102931894B (zh) 动态调整无刷直流马达在换相期间空载时间的方法及装置
DE102006055899A1 (de) Wandelement-Steuersystem
CN100443396C (zh) 永磁同步电机无齿轮电梯门驱动装置
CN203675020U (zh) 干手器用无位置传感器无刷电机控制器
CN202017440U (zh) 电动安全门

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20141224

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)