CN104953899A - 电梯开关磁阻控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯开关磁阻控制系统。本发明包括电能输入模块（1），电能输入模块（1）连接有功率变换器（2），功率变换器（2）连接有开关磁阻电机（3），开关磁阻电机（3）连接有电梯负载（4）；开关磁阻电机（3）连接有电流检测模块（5）和位置检测模块（6），电流检测模块（5）和位置检测模块（6）连接有控制器（7），控制器（7）连接有保护电路（8），保护电路（8）与功率变换器（2）相连接；所述的控制器（7）还连接有输出电路（9），输出电路（9）与功率变换器（2）相连接，输出电路（9）还连接有报错电路（10），报错电路（10）与保护电路（8）相连。

Description

电梯开关磁阻控制系统

技术领域

本发明涉及一种电梯的控制系统，尤其涉及一种电梯的开关磁阻控制系统。

背景技术

电梯是为高层建筑交通运输服务的比较复杂的机电一体化设备。自从1889年美国奥的斯电梯公司制造出了第一台电梯，近150年来，一款款集纳了人类在机械、电子、光学等领域最新科研成果的新型电梯竞相问世，在确保电梯运行安全的同时，更赋予了快速、节能、表彰，以及运力提升等高科技性能优势。随着城市的发展，高层建筑的迅速增多，对高性能电梯的电力拖动系统提出了新的要求。我国市场上的乘客电梯曳引机，普遍使用永磁同步电机，然后永磁同步电机存在着功率小、成本高、抗震能力差等缺点。为了解决永磁同步电机存在的问题，如航空等尖端领域开始使用开关磁阻电机（SRM）替代永磁同步电机。与永磁同步电机不同，开关磁阻电机具有以下优点：电机结构坚固、制造成本低；效率高，不仅在额定输出状态下，而且在宽广的调整范围内也能保持高效率运行；系统效率达到80%以上，启动转矩大、启动电流小；制动性能好，能实现再生制动，节约电能效果显著等。因此，如何将开关磁阻电机应用于电梯系统，成为了业界亟待解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电梯开关磁阻控制系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种电梯开关磁阻控制系统，包括电能输入模块，电能输入模块连接有功率变换器，功率变换器连接有开关磁阻电机，开关磁阻电机连接有电梯负载；开关磁阻电机连接有电流检测模块和位置检测模块，电流检测模块和位置检测模块连接有控制器，控制器连接有保护电路，保护电路功率变换器相连接；所述的控制器还连接有输出电路，输出电路与功率变换器相连接，输出电路还连接有报错电路，报错电路与保护电路相连；所述功率变换器设置有Fault端，报错电路包括与功率变换器的Fault端连接的第一电阻，第一电阻连接有光电耦合器，光电耦合器的输出端连接有HPFT端，HPFT端连接有报错芯片，报错芯片的输入端还连接有控制箱温度开关信号CT端和缺相保护信号RT端，报错芯片的输出端连接有报错指示灯，报错芯片的输出端还连接有报错输出芯片，报错输出芯片与保护电路相连，报错输出芯片的输入端还与输出电路相连；当HPFT端、CT端和RT端有一路得电，则报错芯片发信号至报错输出芯片，并与输出电路的输出信号相与，使报错输出芯片发信号至保护电路，驱动控制器停止工作。

上述的电梯开关磁阻控制系统中，所述的功率变换器连接有过流检测电路，过流检测电路与保护电路相连。

前述的电梯开关磁阻控制系统中，所述的控制器连接有转速输入模块和显示模块。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）由于本系统的动力源采用了开关磁阻电机，因此本发明具有结构坚固、制造成本低；效率高，不仅在额定输出状态下，而且在宽广的调整范围内也能保持高效率运行；系统效率达到80%以上，启动转矩大、启动电流小；制动性能好，能实现再生制动，节约电能效果显著等效果。

（2）本发明通过对开关磁阻电机的实时的电流检测和位置检测，再将检测值发送至控制器，控制器根据内存逻辑，再经功率变换器对开关磁阻电机进行实时调整，因此在本发明运行时，可以实现实时检测、实时纠错，实现稳定、精准地运行。

（3）控制器经输入电路连接有功率变换器，控制器通过输入电路控制功率变换器，再通过功率变换器驱动开关磁阻电机。现有的功率变换器一般采用由IGBT单管组成的IGBT模块，本发明在功率变换器上设置Fault端，即在IGBT模块出异常时，Fault得电，并向报错电路的光电耦合器发送报错信号，当报错信号为低电平，输出HPFT端也为低电平，实现报错信号的传递。HPFT端连接有报错芯片，且报错芯片的输入端还连接有控制箱温度开关信号 CT端和缺相保护信号RT端，只要HPFT、CT和RT有一路得电，报错芯片即发信号给报错指示灯和报错输出芯片，报错指示灯闪亮进行警示；同时报错输出芯片还接收来自输出电路的信号，且将输出电路的信号与报错芯片的信号相与，即只有当报错输出芯片得到报错信号 ，以及输出电路的运行信号时，才使报错输出芯片发信号至保护电路，驱动控制器停止工作。本发明在输出电路运行时且功率变换器、控制箱温度以及缺相保护发生异常时，实现了硬件的强制停机，确保系统的安全运行。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是报错芯片的结构示意图；

图3是报错输出芯片的结构示意图；

图4是本发明所述的轴向开关磁阻无齿轮曳引机的立体图；

图5是本发明所述的轴向开关磁阻无齿轮曳引机的侧视图；

图6 是本发明所述的轴向开关磁阻无齿轮曳引机的剖视图；

图7 是本发明所述的轴向开关磁阻无齿轮曳引机的定子组件的立体图；

图8 是本发明所述的轴向开关磁阻无齿轮曳引机的定子组件的侧视图；

图9 是本发明所述的轴向开关磁阻无齿轮曳引机的定子组件的主视图；

图10 是本发明所述的轴向开关磁阻无齿轮曳引机的转子组件的立体图；

图11是本发明所述的轴向开关磁阻无齿轮曳引机的转子组件的主视图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例：

一种电梯开关磁阻控制系统，如附图1-3所示，包括电能输入模块1，电能输入模块可以选择三相交流380V，电能输入模块1连接有其奉于大功率开关元件IGBT的功率变换器2，功率变换器2连接有开关磁阻电机3，开关磁阻电机3连接有电梯负载4 。开关磁阻电机3连接有电流检测模块5和位置检测模块6，电流检测模块和位置检测模块对开关磁阻电机的电流和位置进行实时检测，电流检测模块一般有采样电阻法，霍尔传感器法、直流电路互感采样法等，位置检测模块可以通过旋转变压器检测位置信息，上述两个模块都是本领域的常规技术，因此在此不再赘述。电流检测模块5和位置检测模块6连接有控制器7，控制器7连接有保护电路8，保护电路8与功率变换器2相连接，保护电路为实时检测功率变换器，在功率变换器电流或电压等出现异常时发命令给控制器，经输出电路作出停车保护措施。如保护电路可为一电压检测电路，电压检测电路实时监测功率变换器的母线电压，通过软件读取电压值，并判断是否过压欠压，出现过压欠压则驱动控制器进行停车。所述的控制器7还连接有输出电路9，输出电路9与功率变换器2相连接，输出电路9还连接有报错电路10，报错电路10与保护电路8相连；所述功率变换器设置有Fault端，报错电路10包括与功率变换器2的Fault端连接的第一电阻11，第一电阻连接有光电耦合器12，光电耦合器可以采用TLP521，光电耦合器12的输出端连接有HPFT端，HPFT端连接有报错芯片13，报错芯片13的输入端还连接有控制箱温度开关信号CT端和缺相保护信号RT端，控制箱温度开关信号实时监测控制箱内的温度，当温度达到预设值时，控制箱温度开关信号 CT端得到高电平，同理，当三相电源的线路电源缺相时，缺相保护信号RT端得到高电平，由于具体的控制箱温度开关信号电路和缺相保护信号电路皆为本领域常规的技术手段，因此不再赘述；报错芯片13的输出端连接有报错指示灯14，报错芯片13的输出端还连接有报错输出芯片15，报错输出芯片15与保护电路8相连，报错输出芯片15的输入端还与输出电路9相连；当HPFT端、CT端和RT端有一路得电（也即高电平），则报错芯片13发信号至报错输出芯片15，报错芯片可采用SN74HC21，报错输出芯片可采用74LS10，并与输出电路9的输出信号相与，使报错输出芯片15发信号至保护电路8，驱动控制器7停止工作。所述的功率变换器2连接有过流检测电路16，过流检测电路是用于检测功率变换器的电流，当电流过载时发信号给保护电路，过流检测电路16与保护电路8相连。所述的控制器7连接有转速输入模块17和显示模块18。显示模块用于显示当前电机运行状态，输入模块用于向控制器输入主动调整命令。当功率变换器的IGBT模块出异常时，Fault得电，并向报错电路的光电耦合器发送报错信号，当报错信号为低电平，输出HPFT端也为低电平，实现报错信号的传递。HPFT端连接有报错芯片，且报错芯片的输入端还连接有控制箱温度开关信号 CT端和缺相保护信号RT端，只要HPFT、CT和RT有一路得电，报错芯片即发信号给报错指示灯和报错输出芯片，报错指示灯闪亮进行警示；同时报错输出芯片还接收来自输出电路的信号，且将输出电路的信号与报错芯片的信号相与，即只有当报错输出芯片得到报错信号 ，以及输出电路的运行信号时，才使报错输出芯片发信号至保护电路，驱动控制器停止工作。本发明在输出电路运行时且功率变换器、控制箱温度以及缺相保护发生异常时，实现了硬件的强制停机，确保系统的安全运行。

如图4-6所示，所述的轴向开关磁阻无齿轮曳引机，包括机座101、定子组件102、转子组件103、制动轮104、曳引轮105、制动器116，所述机座101 为一侧开口的环形结构，机座101 内侧通过螺钉115 锁固定子组件102，定子组件102 的端面设有转子组件103，定子组件102 与转子组件103 之间设有间隙，所述转子组件103 外侧设有制动轮104，制动轮104 通过深沟球轴承112 套接在机座101 的内环，所述制动轮104 为台阶结构，制动轮104 下部套设在机座101 内，制动轮104 上部设置于机座101 外环外侧，所述制动轮104 上部外侧套接曳引轮105，曳引轮105 端面设有盘车齿圈113 ；所述制动轮104 端面通过螺钉锁固编码器锥轴111，编码器锥轴111 的轴端卡接编码器110 ；所述机座101外侧设有两相对的制动器116，制动器116 与制动轮104 配合，用于控制制动轮104。进一步实施中，所述定子组件102 两端分别设置转子组件103。所述机座101 顶端锁固接线盒107。所述机座101 上还设有两个吊环109，吊环109 采用螺纹或焊接的方式固定在机座1 上。如图7~9所示，所述的定子组件102 主要包括定子铁芯108 和定子固定块114，且定子固定块114 均匀的焊接在定子铁芯108 同侧，所述定子铁芯108 另一侧设有均匀的开口槽，漆包线缠绕在开口槽内形成定子。如图10~11 所示，所述的转子组件103 主要包括转子铁芯106，所述转子铁芯106 上设有凸极。 所述定子组件102 的定子铁芯108 与转子组件103 的转子铁芯106 的间隙为1~2mm。

Claims (3)

1.电梯开关磁阻控制系统，其特征在于：包括电能输入模块（1），电能输入模块（1）连接有功率变换器（2），功率变换器（2）连接有开关磁阻电机（3），开关磁阻电机（3）连接有电梯负载（4） ；开关磁阻电机（3）连接有电流检测模块（5）和位置检测模块（6），电流检测模块（5）和位置检测模块（6）连接有控制器（7），控制器（7）连接有保护电路（8），保护电路（8）与功率变换器（2）相连接；所述的控制器（7）还连接有输出电路（9），输出电路（9）与功率变换器（2）相连接，输出电路（9）还连接有报错电路（10），报错电路（10）与保护电路（8）相连；所述功率变换器设置有Fault端，报错电路（10）包括与功率变换器（2）的Fault端连接的第一电阻（11），第一电阻连接有光电耦合器（12），光电耦合器（12）的输出端连接有HPFT端，HPFT端连接有报错芯片（13），报错芯片（13）的输入端还连接有控制箱温度开关信号CT端和缺相保护信号RT端，报错芯片（13）的输出端连接有报错指示灯（14），报错芯片（13）的输出端还连接有报错输出芯片（15），报错输出芯片（15）与保护电路（8）相连，报错输出芯片（15）的输入端还与输出电路（9）相连；当HPFT端、CT端和RT端有一路得电，则报错芯片（13）发信号至报错指示灯（14）和报错输出芯片（15），并与输出电路（9）的输出信号相与，使报错输出芯片（15）发信号至保护电路（8），驱动控制器（7）停止工作。

2.根据权利要求1所述的电梯开关磁阻控制系统，其特征在于：所述的功率变换器（2）连接有过流检测电路（16），过流检测电路（16）与保护电路（8）相连。

3.根据权利要求1或2所述的电梯开关磁阻控制系统，其特征在于：所述的控制器（7）连接有转速输入模块（17）和显示模块（18）。