CN2697057Y - 电梯门直流电机的微机控制装置 - Google Patents
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Abstract
电梯门直流电机的微机控制装置，具有驱动电梯门开/关的直流电机，与直流电机连接的可控硅整流电路、驱动电路，配置在直流电机上、将电机转动位移变换为数字脉冲信号的光电或磁性编码器，以及与编码器、驱动电路连接的微型计算机。通过计算机控制实现PWM调速、自动返回和减速制动，其电路结构简单，具有优越的安全性能、极低的故障率和廉价的制造成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电梯门的控制装置，尤其涉及利用微型计算机控制直流电机、驱动电梯门开关的装置。
背景技术
电梯门的控制装置，按所驱动的门电机类型可分为直流电机控制和交流电机控制。在传统的控制装置中，直流电机的调速一般是通过大功率电阻的分压来实现的，其不足是变速开关要承受较大的电流，故障高、使用寿命有限，遇到障碍物电机无法返回，经常造成电机烧毁，影响电梯使用。而交流电机一般采用交流变频调速，其不足是造价昂贵，维修费用高，同时在安全性能方面也存在一些难于克服的问题。
目前所使用的电梯门控制装置，较多采用脉冲宽度调制(PWM)方式，通过单片微型计算机进行调速、控制。日本三菱、日立以及美国奥蒂斯等公司，在这些领域已获得了多项中国专利权，如授权公告号CN1109648C(申请号94118605、申请日1994.11.30、授权公告日2003.5.28)的发明专利“电梯门的控制装置”，公开了一种驱动电梯门的直流电动机的装置。再如，授权公告号CN10311987C(申请号91101299、申请日1991.2.26、授权公告日1996.6.12)的发明专利公开了一种“电梯门控制装置”，涉及一种由微型计算机控制驱动交流门电机的装置。但在现有的技术方案中，仍存在许多需要改进的方面。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种利用微型计算机控制直流电机、驱动电梯门开关的控制装置
为实现上述目的，本实用新型提供的电梯门直流电机的微机控制装置，具有：驱动电梯门开/关的直流电机，与直流电机连接的、将交流电变换成直流电并供给直流电机的整流电路以及驱动直流电机正向/反向旋转的驱动电路，其特征在于：还具有：
配置在直流电机上、将电机转动位移变换为数字脉冲信号的编码器；
微型计算机，具有：与编码器、驱动电路连接、实现信号输入/输出的输入/输出口，与编码器信号输入口连接、实现对编码器数字脉冲信号进行计数的脉冲计数装置，与脉冲计数装置连接、检测编码器数字脉冲宽度的脉冲宽度检测装置，与脉冲计数装置及脉冲宽度检测装置连接、将脉冲计数值及脉冲宽度检测值与预存值进行比较计算、并产生控制输出的处理装置，与处理装置连接、产生脉冲宽度调制信号的PWM信号发生装置。
所述微型计算机还具有连接于所述处理装置与微型计算机输入/输出口之间、产生电机制动信号的制动信号发生装置，该输入/输出口连接有制动驱动电路。
所述微型计算机还具有连接于所述处理装置与微型计算机输入/输出口、存储有电梯门位置、电机速度等数据的存储装置。
所述整流电路，具有可控硅元件，其阳极与直流电机连接，阴极接地，控制极由所述脉冲宽度调制信号控制。
还具有连接于微型计算机输入/输出口与整流电路之间、检测电机工作电流的电流检测电路。
所述编码器为配置在直流电机后端的光电式编码器或磁性编码器。
本实用新型以微型计算机构成控制装置，其电路结构简单，具有优越的安全性能、极低的故障率和廉价的制造成本。
附图说明
图1是电梯门直流电机的微机控制装置的方框图。
图2是图3所示控制装置的具体电路图。
图3是配置有光电式编码器的直流电机示意图。
图4是配置有磁性编码器的直流电机示意图。
图5是脉冲宽度调制信号及制动信号的时序图。
具体实施方式
参照图1、图2，本实用新型提供的电梯门直流电机的微机控制装置，整个装置包括：
直流电机M，用于驱动电梯门开/关的。
整流电路8，用于将交流电变换成直流电并供给直流电机M。整流电路8由单向可控硅S1构成，可控硅S1的阳极与直流电机M连接，阴极通过电阻接地，控制极通过PWM驱动电路6及接口电路U7与微型计算机4的输入/输出口。利用可控硅S1将交流电变换成脉动直流电，供给直流电机M工作，通过微型计算机4输出的脉冲宽度调制信号控制可控硅S1的导通/截止，从而调节脉动直流电的脉冲宽度，实现电机调速。
驱动电路9，通过接口电路U7与微型计算机4的/输入输出口连接，由计算机输出信号控制三极管Q2、Q3以及连接于三极管集电极上的继电器J2、J3，分别接通110V交流电源，以及使直流电机M的正极或负极与可控硅S1的阳极接通，以启动直流电机M和驱动其正向/反向旋转，以实现开/关电梯门。
编码器，其配置在直流电机M后部上，用于将电机转动位移变换为数字脉冲信号。如图3所示，编码器可采用光电式编码器，它包括固定设置的光电发射器10和光电接收器11，以及安装在电机轴上的遮光板12。如图4所示，编码器也可采用磁性编码器，它包括固定设置的磁性检测器13，以及安装在电机轴上的、由磁体构成的齿板14。由此可将电机轴的转动变换为光电接收器11或磁性检测器12的输出电信号。编码器输出的电信号经信号放大电路3、接口电路U4输入微型计算机4的输入口。
微型计算机4，采用EM78P447AM，它包括：(1)输入/输出口，用于输入电梯门开/关指令信号、编码器数字脉冲信号、电机工作电流检测信号，以及输出脉冲宽度调制信号、电机制动信号、接口电路的选通信号。(2)脉冲计数装置，用于对编码器送来的数字脉冲信号进行计数。(3)脉冲宽度检测装置，检测编码器数字脉冲宽度的脉冲宽度检测装置。(4)处理装置，将脉冲计数值、脉冲宽度检测值与预存值进行比较计算、并产生控制输出。(5)PWM信号发生装置，用于产生与处理装置计算值对应的脉冲宽度调制信号。(6)制动信号发生装置，用于产生电机制动信号。(7)存储装置，用于存储电梯门位置、电机速度等数据。
电流检测电路5，连接于可控硅S1的阴极与微型计算机4的输入/输出口，用于检测电机工作电流。
PWM驱动电路6，由三极管Q6及外围元件组成，其通过接口电路U7与微型计算机4的输入/输出口连接，用于驱动可控硅S1的控制极。
制动驱动电路7由三极管N7、继电器J1及外围元件组成，其通过接口电路U7与微型计算机4的输入/输出口连接，用于在电机两端加入制动脉冲信号。
下面，对控制装置的调速过程进行简要说明：
首先，将微型计算机4置于测试状态，使电梯门来回开关一次，微型计算机4自动将数据存入存储器内作为预存值。电梯门开/关指令信号通过指令输入电路1、2，编码器输出的电信号经信号放大电路3，由微型计算机4在不同时序选通接口电路U4、U5、U6分别输入计算机，经微型计算机4处理产生输出信号启动或停止电机。同时，脉冲计数装置对编码器送来的数字脉冲信号进行计数，处理装置将计数值与预存值进行比较，确定电机应该加速、恒速、减速，PWM装置产生相应的脉冲宽度调制信号，当电机需要加速时，产生的PWM脉冲由疏到密，当电机需要减速时，产生的PWM脉冲由密到疏。PWM脉冲输出控制可控硅S1的导通/截止，实现电机的调速。采用这种调速方式，具有简便可靠的特点，不但无需设置位置传感器，而且电梯门的位置开关损坏，也不会影响其正常工作。同时，采用可控硅S1元件，即起到整流的作用，又兼作开关元件，使得整个电路大为简化、实用。
下面，简要描述控制装置实现遇障返回功能的过程：
在电机加速、减速初期，由于工作电流较小，电机负载功率也较小，此时电梯门若遇到障碍物，电机基本会停顿，因此编码器产生的脉冲宽度会加大，脉冲数减少，计算机通过检测脉冲宽度和脉冲数，即可准确判定，实现安全返回功能。在电机以恒定速度快速运转时，若电梯门遇到障碍物，电流增大，通过电流检测器检测电流值，计算机通过电流值和编码器产生的脉冲宽度，即可准确判定，实现安全返回功能。
下面，简要描述控制装置实现关门时减速制动的过程：
电梯门在关门过程中，由于自身的惯性力和强制关门器(如弹簧)的作用，电梯门减速效果不明显，容易造成电梯门撞击门框，影响电梯门使用寿命。本控制装置能较好地解决该问题：即关门时，微型计算机4在输出脉宽调制信号PWM的间隙，输出一个制动信号T，脉冲的时序见图5所示，制动信号T通过制动驱动电路7加于直流电机M两端，其相当于在电机两端接入制动电阻，利用电机的阻尼作用消除电梯门的惯性，从而达到减速的效果。
以上，对控制装置的一些功能和工作过程进行了描述。至于控制装置的其它控制功能，为电梯门电机控制所必备，在此不一一累述。
Claims (7)
1、电梯门直流电机的微机控制装置，具有：驱动电梯门开/关的直流电机，与直流电机连接的、将交流电变换成直流电并供给直流电机的整流电路以及驱动直流电机正向/反向旋转的驱动电路，其特征在于：还具有：
配置在直流电机上、将电机转动位移变换为数字脉冲信号的编码器；
微型计算机，具有：与编码器、驱动电路连接、实现信号输入/输出的输入/输出口，与编码器信号输入口连接、实现对编码器数字脉冲信号进行计数的脉冲计数装置，与脉冲计数装置连接、检测编码器数字脉冲宽度的脉冲宽度检测装置，与脉冲计数装置及脉冲宽度检测装置连接、将脉冲计数值及脉冲宽度检测值与预存值进行比较计算、并产生控制输出的处理装置，与处理装置连接、产生脉冲宽度调制信号的PWM信号发生装置。
2、根据权利要求1所述的电梯门直流电机的微机控制装置，其特征在于：所述微型计算机还具有连接于所述处理装置与微型计算机输入/输出口之间、产生电机制动信号的制动信号发生装置，该输入/输出口连接有制动驱动电路。
3、根据权利要求1所述的电梯门直流电机的微机控制装置，其特征在于：所述微型计算机还具有连接于所述处理装置与微型计算机输入/输出口、存储有电梯门位置、电机速度等数据的存储装置。
4、根据权利要求1所述的电梯门直流电机的微机控制装置，其特征在于：所述整流电路，具有可控硅元件，其阳极与直流电机连接，阴极接地，控制极由所述脉冲宽度调制信号控制。
5、根据权利要求1所述的电梯门直流电机的微机控制装置，其特征在于：还具有连接于微型计算机输入/输出口与整流电路之间、检测电机工作电流的电流检测电路。
6、根据权利要求1所述的电梯门直流电机的微机控制装置，其特征在于：所述编码器为配置在直流电机后端的光电式编码器。
7、根据权利要求1所述的电梯门直流电机的微机控制装置，其特征在于：所述编码器为配置在直流电机后端的磁性编码器。
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|---|---|---|---|---|
| CN100443396C (zh) * | 2006-08-22 | 2008-12-17 | 天津大学 | 永磁同步电机无齿轮电梯门驱动装置 |
| CN1838014B (zh) * | 2006-04-05 | 2011-10-26 | 北京应天阳光太阳能技术有限公司 | 用简单编码器提高普通直流电机驱动精度和可靠性的方法 |
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2003
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