CN107994838A - 一种卷帘门变频控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种卷帘门变频控制系统，包括变频模块、开关门逻辑处理模块、大功率开关电源模块以及直流刹车模块；开关门逻辑处理模块分别与变频模块和直流刹车模块连接，用于提供控制信号；变频模块还与电机连接，用于根据控制信号控制电机的运行；大功率开关电源模块分别与变频模块和开关门逻辑处理模块连接，用于提供电源；直流刹车模块还与电机连接，用于控制电机的刹车；采用以上技术方案，使得的卷帘门变频控制系统中将控制功能、电源模块、刹车控制单元等功能集成在变频器系统中，使系统成本下降，可靠性上升，抗干扰能力也有显著提升。

Description

一种卷帘门变频控制系统

技术领域

本发明属于变频器技术领域，具体涉及一种卷帘门变频控制系统。

背景技术

近年来，随着仓储物流设备的快速发展，快速工业卷帘门机也凭借着其自身的快速、全自动、可靠、多功能等优点，实现了快速地发展；传统的快速工业卷帘门机控制系统主要由可编程控制器PLC、通用变频器、24V开关电源盒以及刹车控制单元组成；由PLC根据外部输入信号进行运算控制，将输出信号传送给变频器，再由变频器控制电机来带动门做出相应的动作；24V开关电源盒的作用是给光电、雷达、地磁等多种传感器供电，刹车单元通过继电器对220V交流电源的通断来控制电机刹车的整理模块，实现刹车开合；这种方案因其系统响应时间慢、部件多、成本高等不足之处，越来越难以满足现代快速工业卷帘门的发展需求。

基于上述卷帘门机中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种卷帘门变频控制系统，旨在解决现有卷帘门系统成本高、部件多的问题。

本发明提供一种卷帘门变频控制系统，包括变频模块、开关门逻辑处理模块、大功率开关电源模块以及直流刹车模块；开关门逻辑处理模块分别与变频模块和直流刹车模块连接，用于提供控制信号；变频模块还与电机连接，用于根据控制信号控制电机的运行；大功率开关电源模块分别与变频模块和开关门逻辑处理模块连接，用于提供电源；直流刹车模块还与电机连接，用于控制电机的刹车。

进一步地，控制信号包括有使能信号、方向信号以及速度信号；使能信号用于控制直流刹车模块的启闭和变频模块工作；方向信号用于控制电机的正转或反转；速度信号用于控制电机的频率从而控制帘卷门的开关门速度。

进一步地，控制信号为所述开关门逻辑处理模块根据输入信号转换而来；输入信号包括开门信号、关门信号以及编码信号。

进一步地，开门信号和关门信号通过开关门处理模转换输出为使能信号和方向信号；编码信号通过开关门处理模转换输出为速度信号。

进一步地，开关门逻辑处理模块与直流刹车模块连接，用于提供使能信号；所述开关门逻辑处理模块与变频模块连接，用于提供方向信号和速度信号。

进一步地，变频模块控制方式包括V/F模式和电流矢量模式。

进一步地，直流刹车模块包括脉宽调制模块、MOS管T1以及二极管D1；脉宽调制模块和MOS管连接；二极管D1和MOS管T1连接；脉宽调制模块分别设有设定电压输入端和母线电压输入端；二极管D1两端设有直流电源输出端，用于连接刹车电磁线圈。

进一步地，设定电压输入端用于输入设定电压；母线电压输入端用于输入母线电压；设定电压和母线电压通过脉宽调制模块和MOS管T1处理输出为电压可调的直流电源。

通过采用以上卷帘门变频控制系统方案，具有如下效果：

第一、变频器CPU单元集成卷帘门控制系统的开关门逻辑时序控制功能，节省了PLC，还可以更大限度地提高CPU的利用率，达到优化系统的目的；

第二、增加了变频器内部电源单元的24V电源的输出功率，使其满足外部传感器的电源需求，不需要额外增加24V开关电源盒；

第三、变频器内部集成了电机刹车的控制功能，节省了刹车继电器和刹车整流模块的配置，通过高频PWM斩波输出的平稳直流电压给刹车电磁线圈供电，降低了系统成本，提高了系统可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种卷帘门变频控制系统示意图；

图2为本发明直流刹车模块原理图。

图中：1、开关门逻辑处理模块；2、变频模块；3、直流刹车模块；4、大功率开关电源模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图2所示，本发明提供一种卷帘门变频控制系统，主要用于与快速工业卷帘门；变频控制系统包括变频模块2、开关门逻辑处理模块1、大功率开关电源模块4以及直流刹车模块3；开关门逻辑处理模块1分别与变频模块2和直流刹车模块3连接，用于提供控制信号；变频模块2还与电机M连接，用于根据控制信号来控制电机M的运行；大功率开关电源模块4分别与变频模块2和开关门逻辑处理模块1连接，用于提供电源支持，进一步地，大功率开关电源模块4是整个快速工业卷帘门变频控制系统的电源系统，除了为开关门逻辑处理模块和变频模块提供稳定的电源输入之外，大功率开关电源模块还保证了足够的输出功率，能满足快速门变频控制系统的直流电源输出的需求，实现给外部多种传感器供电；直流刹车模块3还与电机M连接，用于控制电机M的刹车；变频模块2控制方式包括V/F模式和电流矢量模式，V/F控制为输出电压跟频率成正比的控制，使电机的磁通保持恒定，是一种速度开环控制，控制简单、实用；电流矢量控制为通过测量和控制电机的定子电流矢量，根据磁场定向原理实现对电机转矩和速度的精确控制，它是一种速度闭环控制，控制效果较好；开关门逻辑处理模块同时使能信号供给直流刹车模块，即在电机运行的同时，直流刹车模块开始工作，给刹车电磁线圈通电，使电机刹车放开；在电机运行过程中，发生故障或异常，需要采取刹车制动措施时，直流刹车模块可以给刹车电磁线圈断电，使电机刹车吸合；本申请方案将变频器CPU单元集成卷帘门控制系统的开关门逻辑时序控制功能，节省了PLC，还可以更大限度地提高CPU的利用率，达到优化系统的目的。

优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，控制信号包括有使能信号、方向信号以及速度信号；使能信号用于控制直流刹车模块的启闭和变频模块工作；方向信号用于控制电机的正转或反转；速度信号用于控制电机的频率从而控制帘卷门的开关门速度。

优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，控制信号为开关门逻辑处理模块根据输入信号转换而来；输入信号包括开门信号、关门信号以及编码信号；开门信号和关门信号通过开关门处理模转换输出为使能信号和方向信号；编码信号通过开关门处理模转换输出为速度信号；具体地，外部输入信号(包括开门信号、关门信号、编码器信号等)经过开关门逻辑处理模块输出得到使能信号、方向信号、速度信号等一系列相关控制信号；这些控制信号(即输出信号)将传送给变频模块，再由变频模块驱动电机来带动门做出相应的动作，使能信号控制变频模块工作；方向信号来确定电机的正反转(即开门还是关门)；速度信号来确定电机运行的频率(即开关门的速度)。

优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，开关门逻辑处理模块1与直流刹车模块3连接，用于提供使能信号；开关门逻辑处理模块1与变频模块2连接，用于提供方向信号和速度信号；直流刹车模块是快速工业卷帘门的重要部件，它是保证快速门平稳、安全运行的保障；本申请方案将直流刹车模块集成了电机刹车的控制功能，通过使能信号来控制直流刹车模块的开启还是关闭，节省了刹车继电器和刹车整流模块的配置。

优选地，结合上述方案，如图2所示，本实施例中，直流刹车模块包括脉宽调制模块、MOS管T1以及二极管D1；脉宽调制模块和MOS管连接；二极管D1和MOS管T1连接；脉宽调制模块分别设有设定电压输入端和母线电压输入端；二极管D1两端设有直流电源输出端，用于连接刹车电磁线圈。

优选地，结合上述方案，如图2所示，本实施例中，设定电压输入端用于输入设定电压；母线电压输入端用于输入母线电压；设定电压和母线电压通过脉宽调制模块和MOS管T1处理输出为电压可调的直流电源。

采用上述方案，该直流刹车模块利用变频器内部的现有的直流母线电压输出，通过高频PWM斩波，可以输出任意电压可调的直流电源，供给刹车电磁线圈供电，适用于24V、96V、或110V等多种刹车电感线圈；如图2所示，为了满足24V、96V、或110V等多种刹车电感线圈的供电需求，直流刹车模块可以设置不同的刹车电感线圈的电压值；并且，该直流刹车模块根据设定的刹车电感线圈的电压值和母线电压值，通过脉宽调制处理输出占空比为D高频PWM，通过对MOS管T1斩波，从而输出任意电压可调的直流电源，提供给刹车电磁线圈供电，二极管D1给电磁线圈提供续流回路；通过高频PWM斩波输出的是平稳直流电压，保证了刹车电磁线圈的电流稳定；各个参数之间关系可以满足下列公式：

D:PWM占空比，Vs:设定电压比，Vbase:基准电压，VDC:变频器内部母线电压。

本发明提供的直流刹车模块优点在于：省去了电机接线盒内的刹车整流模块以及刹车继电器的配置，降低了系统成本；通过高频PWM斩波输出的是平稳直流电压，保证了刹车电磁线圈的电流稳定，改善了现有方案中低频脉动直流电压给刹车电磁线圈供电时的低频电流脉动引起的震动噪声。

采用本发明提供的一种卷帘门变频控制系统，结合整个控制系统，通过采用卷帘门专用变频模块；该变频模块既集成了快速卷帘门控制的专用功能，又保留了通用变频器的系统功能；因此，该卷帘门变频控制系统方案不仅大大降低系统的硬件体积和硬件成本，还极大地提高系统的功能性和稳定性。

进一步地，采用以上技术方案，使得的卷帘门变频控制系统中将控制功能、电源模块、刹车控制单元等功能集成在变频器系统中，使系统成本下降，可靠性上升，抗干扰能力也有显著提升。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种卷帘门变频控制系统，其特征在于，包括变频模块、开关门逻辑处理模块、大功率开关电源模块以及直流刹车模块；

所述开关门逻辑处理模块分别与所述变频模块和所述直流刹车模块连接，用于提供控制信号；

所述变频模块还与电机连接，用于根据所述控制信号控制所述电机的运行；

所述大功率开关电源模块分别与所述变频模块和所述开关门逻辑处理模块连接，用于提供电源；

所述直流刹车模块还与所述电机连接，用于控制所述电机的刹车。

2.根据权利要求1所述的卷帘门变频控制系统，其特征在于，所述控制信号包括有使能信号、方向信号以及速度信号；

所述使能信号用于控制所述直流刹车模块的启闭和所述变频模块工作；

所述方向信号用于控制所述电机的正转或反转；

所述速度信号用于控制所述电机的频率从而控制帘卷门的开关门速度。

3.根据权利要求2所述的卷帘门变频控制系统，其特征在于，所述控制信号为所述开关门逻辑处理模块根据输入信号转换而来；所述输入信号包括开门信号、关门信号以及编码信号。

4.根据权利要求3所述的卷帘门变频控制系统，其特征在于，所述开门信号和所述关门信号通过所述开关门处理模转换输出为所述使能信号和所述方向信号；所述编码信号通过所述开关门处理模转换输出为所述速度信号。

5.根据权利要求2所述的卷帘门变频控制系统，其特征在于，所述开关门逻辑处理模块与所述直流刹车模块连接，用于提供所述使能信号；所述开关门逻辑处理模块与所述变频模块连接，用于提供所述方向信号和所述速度信号。

6.根据权利要求1所述的卷帘门变频控制系统，其特征在于，所述变频模块控制方式包括V/F模式和电流矢量模式。

7.根据权利要求1所述的卷帘门变频控制系统，其特征在于，所述直流刹车模块包括脉宽调制模块、MOS管T1以及二极管D1；所述脉宽调制模块和所述MOS管连接；所述二极管D1和所述MOS管T1连接；所述脉宽调制模块分别设有设定电压输入端和母线电压输入端；

所述二极管D1两端设有直流电源输出端，用于连接刹车电磁线圈。

8.根据权利要求7所述的卷帘门变频控制系统，其特征在于，所述设定电压输入端用于输入设定电压；所述母线电压输入端用于输入母线电压；所述设定电压和所述母线电压通过所述脉宽调制模块和所述MOS管T1处理输出为电压可调的直流电源。