CN1043281C - 电动机驱动的门装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种结构简单，生产成本低且维修安全的防止门失控自由运行的装置，它使用感应电动机，可在断电时用于电梯门的驱动装置。其中，所述变换器2，滤波电容器3和逆变器4向感应电动机5供电，当电源中断时，滤波电容器3通过电阻8和继电器触点7b1、7b2被联接到感应电动机5上，对感应电动机5进行再生制动，由此得到一个结构简单，生产成本低廉且维修安全的电动机驱动的门装置，其中，当电源中断时防止所述电梯门失控自由运行的装置中可不需要使用独立的备用电源。

Description

电动机驱动的门装置

本发明涉及一种使用感应电动机的门装置，尤其涉及一种适用于设有门闭合器的电梯门上的电动机驱动的门装置。

日本专利JP-A-55-89182(1980)公开了一种现有技术的电动机驱动的电梯门装置，它包括一电路，在此电路中，一直流电动机与一电阻并联，当电动机电源中断时，它可通过直流电动机的再生制动来启动对门的制动力。此外，日本专利JP(U)-B-53-12033(1978)公开了一种电动机驱动的门装置，其中，当电源中断时，一感应电动机(容性电动机)在一预定的时间内被联接到一个独立的直流电源上，以防止例如乘客被门夹住及门被损坏的情况。

如上所述的第一个现有技术的使用直流电动机的电动机驱动的电梯门装置，适用于防止电梯门在电源中断时的失控自由运行并可保证电梯中乘客的安全。

然而，直流电动机的控制特性虽符合要求，其维护特性却不符合要求，因为直流电动机的电刷由于损坏常常要进行更换，因此，考虑到可以应用于感应电动机的逆变控制技术近来的发展，在这种电动机驱动的电梯门装置上使用牢固且无需维修的感应电动机是较为可取的。

此外，以上所提到的第二个现有技术的电动机驱动的门装置不用市售电源而使用独立的直流电源(电池)，它的缺点在于电池的维护是比较麻烦的。

本发明的目的在于为使用感应电动机驱动的门装置提供一种便于维修且能防止门在电源中断时失控地自由运行的装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种电动机驱动的门装置，它包括一个交流电源，一个将交流电变为直流电的变换器，一个连接于变换器输出端的用于平滑变换器输出的滤波电容器，一个将直流电变为三相交流电的逆变器，一个由逆变器供电的用于驱动门的三相感应电动机，另外还包括在电源中断时将滤波电容器连接在感应电动机之输入端之间的装置，以便通过连接装置将滤波电容器中所充的电放电至三相感应电动机。

在实现本发明的一个较佳方式中，连接装置是一个与逆变器并联的放电电路。

在实现本发明的另一个较佳方式中，还包括在响应一个非电源中断的预定条件时停止逆变器并将滤波电容器连接到三相感应电动机的装置。

而且，逆变器可以包括形成三相正负共六个臂的开关元件，和用于开关元件的门信号输入端，并且连接装置包括用于短路一相的一个正臂及另一相的一个负臂的装置，和一个用于接收用来触发短路装置之信号的输入端。

在实现本发明的又一个较佳方式中，所述连接装置包括一个电阻器。

电源供电期间电容器中所充的电在电源中断时通过驱动门的感应电动机放电。假设当电源中断时，门偶然地处于正在闭合或正在打开的状态，此时门转为失控自由运行状态且其移动速度可能逐渐增加，然而在此时有一放电电流从电容器流入感应电动机，并在其中感应出一个直流制动力以抑制本来可能逐渐增加的门的速度，从而获得一个安全、稳定的开门或关门的动作。

另外，连接在变换器与逆变器之间的直流电路上的电容器，当电源供电时被充电，而在电源中断时的短时间内向感应电动机放电。事实上考虑到断电后维修期间的安全，在电源中断后的一个预定时间内释放掉电容器中所充的电是较为可取的。通过利用所述的放电电流，由一个简单装置就可以防止门的失控自由运行，与此同时也提高了维修时的安全。

图1是本发明的电动机驱动的门装置的一个实施例的构成图。

图2是从地面或楼面侧所看到的电动机驱动的门装置中电梯门的机械结构的前视图。

图3是从上面看到的上述门装置的机械结构图。

图4是电动机驱动的门装置中门闭合器的关闭力的特性图。

图5是本发明一实施例中用于门控制的一部分微机程序的流程图。

图6是电动机驱动门装置中流入感应电动机的直流制动电流的波形图。

图7是本发明的电动机驱动的门装置的另一个实施例的构成图。

图8是本发明的电动机驱动的门装置的又一个实施例的构成图。

以下将参照附图描述本发明的几个实施例。

图1是本发明用于电梯门装置的一个实施例的构成图。

三相交流电源1的交流电通过变换器2被转换为直流电。整流输出经滤波电容器3滤波后向逆变器4供电。所述逆变器4向三相感应电动机5提供电压及频率可变的三相交变电流。

一控制单元6控制例如逆变器4，它具有一台微型计算机，所述微机中包括例如一微处理单元(MPU)601，一随机存取存储器(RAM)602，一只读存储器(ROM)603，及输入输出接口(I/O)604，此外还设有MPU监控电路605，所述监控电路包括例如监控MPU601的监控计时器，一个电源中断检测电路606及用于驱动例如逆变器4中的三极管41和42的基极驱动电路607。

一继电器7由控制单元6控制，它包括断路触点7b1-7b3。滤波电容器3通过触点7b1、7b2及一电阻8连接于感应电动机5的两条输入线之间。

以下参照附图2和3描述由感应电动机5驱动的电梯门。

图2是电梯门内部机械结构的前视图，图3是从上面看下去的视图。

通过三相感应电动机5的运转，链轮11和12间的环形链借助于链10作移动以打开或闭合电梯轿厢的侧门14和15。当电梯轿厢16到达一个预定的停梯楼层区域时，轿厢侧门14、15及楼层侧门18、19通过一啮合装置17打开或闭合。在本实施例中，门闭合弹簧20连接着楼层侧门18和19之一，且为门提供一个关门力，所述关门力如图4所示随门的位置而变化。门闭合弹簧20是一个必需的装置，当楼层上无轿厢16时，它可以使楼层侧门可靠地闭合，以防止楼上的乘客掉入移动的电梯通道中。

在这种电梯门装置中，关门力一直作用于楼层侧门18和19之上，当电源中断并且感应电动机5的驱动力矩在门的闭合过程中消失，门由于门闭合弹簧20的拉力被加速并撞上另一扇门的边缘，因而产生巨大的门碰撞的声音，使乘客受到惊吓，此外，由于门起不到安全作用，因此，当乘客被夹在中间时，这种碰撞就变得巨大而危险。

对于上述问题，在如图1所示的本发明的一个实施例中，有一直流制动力作用于电动机5上来限制门的关闭速度。

图5示出了图1微机所用的操作程序的流程图。

首先，通过非常频繁地执行的一个计时器的中断，程序从步骤501开始，在步骤502判断是否存在电源中断，若经判断存在电源中断时，再在步骤503判断MPU601是否正常，当认为MPU601是正常时，程序进行到步骤504使继电器7通电。接着，在步骤505判断继电器7及触点7b1-7b3是否正常。也就是说，当继电器7通电时，断路触点7b3必需已经打开从而通过7b3的打开或闭合状态来判断它是否正常，当它被确定为正常时，并且如果继电器7输出一故障信号TB，则在步骤506停止输出该信号，此流程在步骤507结束。

在响应于电梯轿厢16到达预定楼层时，根据一处理流程(未画出)提供一个开门指令，且将MPU601发出的脉冲宽度调制信号通过基极驱动电路607提供给逆变器4。由此，逆变器4通过预定的脉冲宽度调制控制对感应电动机5进行速度控制，门克服门闭合弹簧20的拉力平稳地打开。此外，当关门信号在预定时间过后或通过操作关门按钮被提供时，门开始通过感应电动机5的速度控制而平稳地关闭。

假如电源在门的关闭过程中中断。图1中所示的电源中断检测电路606产生一信号且在图5中的步骤502被接收到，这样，程序就进行到步骤508以使继电器7断电，且在步骤509有一个门抑制信号输出到例如组成逆变器4的三极管41和42以停止逆变器4的工作。由此，逆变器4的工作被停止，与此同时，图1中的触点7b1和7b2闭合以在滤波电容器3，电阻8，触点7b1，感应电动机5，触点7b2及滤波电容器3之间形成一个闭合回路，滤波电容3中所充的电通过感应电动机释放，此时在滤波电容3中流过放电电流ib而在感应电动机中则流过直流制动电流ib。

图6示出了随时间而变化的直流制动电流。直流制动电流的大小取决于由电容器3的电容及电阻8的阻值所决定的时间常数，通过选择一个具有合适电容量的滤波电容器3及合适电阻值的电阻8可获得如曲线ib1及ib2所示的电流。在实际应用中，当门打开或关闭的时间是大约2秒钟时，直流制动电流流动的时间只要1秒种就足够了。因此曲线ib1所表示的直流制动电流是较为可取的。

现在回到图5，在步骤503，当通过检测监控电路605的输出检测到例如MPU601的工作反常时，同上面所述相同，流程进行到步骤508和步骤509，逆变器4的工作被停止，同时电动机5被直流制动以确保安全。

接着，在步骤505，当例如由触头熔化引起的触头7b3的不正常工作状态被检测到，逆变器4的工作在步骤510被停止，同时，在步骤511继电器7的故障信号TB输出至电梯控制单元9。由此，继电器7的故障信号在电梯控制单元9中储存起来并且对电梯故障的原因迅速进行分析，因此可获得一个维修安全且可靠的门装置。

根据以上实施例，当电源中断时，作用于门驱动感应电动机5的直流制动转矩的产生不是由一个独立的紧急备用电源例如电池来得到，而是用市售的交流电源1得到的。因此，可以得到一个维修安全，结构简单且生产成本低的电动机驱动的门装置。

此外，除了上面提到的由于在电源中断时可以通过将对变换器2的整流输出进行滤波的滤波电容器3中所充的电释放到感应电动机5因而可以不用另外的紧急备用电源的优点之外，考虑到维修时的安全，滤波电容器3中所充的电量在断电时必须释放，而本发明通过有利地利用这一点，可得到一个显著的好处，即不需要独立放电电路。

图7是本发明的另一个实施例。

这里只叙述不同于图1所示的实施例的部分。它具有一个独立于主电路中的变换器2及滤波电容器3的单相变换器21和一专用的直流制动电容器22。为此，设置了一个放电电阻23，当电源中断时，主电路中滤波电容器3中所充的电量通过所述电阻在一预定时间内进行放电以保证维修技术人员的安全。

同样，在本实施例中，独立紧急备用电源例如电池也不再需要，显然这种电动机驱动门的装置的结构就比较简单，生产成本低且维修安全。

图8是本发明的又一个实施例。

对此图，也只叙述不同于图1所示的部分。组成逆变器4的所有三极管41-46和二极管411-461都示于图中，其中增加了一个短路逆变电路中一相的一个正臂的可控硅24，和一个短路逆变电路中另一相的一个负臂的可控硅25。

可控硅24和25由控制电路6中增加的触发电路608来触发。触发电路608产生一个触发脉冲来响应电源中断检测电路606的输出。相应地，当出现断电时，在如前所述的同一时间里，来自滤波电容器3的放电电流，对感应电动机5来说，也就是直流制动电流ib流过由滤波电容器3，电阻8，可控硅24，感应电动机5及可控硅25所组成的闭合回路。

可控硅24和25由一个单脉冲触发且在滤波电容器3中的电量大体上放完时自动截止。由于只要一个脉冲已足够触发可控硅，对可控硅24和25，即使在检测到电源中断以后由触发电路608中的电容器(图中未画出)上所充的电量也可以可靠地触发，因此可确保有用作制动电流的放电电流ib流入感应电动机5。

本发明提供了一种以感应电动机作为驱动源的电动机驱动的门装置，它包括一个在电源中断时防止门过速运行的装置，它的结构简单，生产成本低且维修安全。

此外，根据本发明的另一个方面，在电动机驱动的门装置中，包括一个由逆变器供电的，用来驱动门的感应电动机，一个滤波电容器和变换器。由于将滤波电容中所充电量释放到感应电动机中，因此放电装置同时可用作直流制动转矩的产生装置，由此得到一种具有更加简单的结构，更加低廉的生产成本和维修安全的电动机驱动的门装置。

Claims (5)

1．一种电动机驱动的门装置，它包括一个交流电源，一个将所述交流电变为直流电的变换器，一个连接于所述变换器输出端的用于平滑所述变换器输出的滤波电容器，一个将所述直流电变为三相交流电的逆变器，一个由所述逆变器供电的用于驱动门的三相感应电动机，其特征在于，还包括在电源中断时将所述滤波电容器连接在所述感应电动机之输入端之间的装置，以便通过所述连接装置将所述滤波电容器中所充的电放电至所述三相感应电动机。

2．如权利要求1所述的电动机驱动的门装置，其特征在于，所述连接装置是一个与所述逆变器并联的放电电路。

3．如权利要求1所述的电动机驱动的门装置，其特征在于，还包括在响应非电源中断的预定条件时停止所述逆变器并将所述滤波电容器连接到所述三相感应电动机的装置。

4．如权利要求1所述的电动机驱动的门装置，其特征在于，所述逆变器包括形成三相正负共六个臂的开关元件，和用于所述开关元件的门信号输入端，并且所述连接装置包括用于短路所述逆变电路中一相的一个正臂及另一相的一个负臂的装置，和一个用于接收用来触发所述短路装置之信号的输入端。

5．如权利要求1所述的电动机驱动的门装置，其特征在于，所述连接装置包括一个电阻器。

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