一種用在電梯門機(jī)系統(tǒng)中的直流電機(jī)對(duì)稱驅(qū)動(dòng)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用在電梯門機(jī)系統(tǒng)中的直流電機(jī)對(duì)稱驅(qū)動(dòng)方法，電梯在開門之后和關(guān)門之后繼續(xù)給直流電機(jī)供電，H橋上開關(guān)器件的門信號(hào)變?yōu)檎伎毡葹?0％的對(duì)稱脈沖信號(hào)，但電機(jī)轉(zhuǎn)軸處在靜止?fàn)顟B(tài)。在此種狀態(tài)下，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸力矩方向頻繁的有規(guī)律的進(jìn)行正向和反向交替變化，而電機(jī)的狀態(tài)表現(xiàn)為停轉(zhuǎn)，且外力不能輕易的使停轉(zhuǎn)狀態(tài)改變。因電梯層門在開啟狀態(tài)和閉合狀態(tài)時(shí)不能人為的用外力改變層門狀態(tài)，此發(fā)明正好滿足上述要求，并且能夠更好地保證電梯層門的可靠性；電機(jī)停轉(zhuǎn)狀態(tài)只有電機(jī)內(nèi)部電阻耗能，且能量損耗大大降低，電機(jī)也存在一定的力矩，提高了電梯門機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能性。
【專利說明】一種用在電梯門機(jī)系統(tǒng)中的直流電機(jī)對(duì)稱驅(qū)動(dòng)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用在電梯門機(jī)系統(tǒng)中的直流電機(jī)對(duì)稱驅(qū)動(dòng)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]直流電機(jī)由于其調(diào)速范圍寬、過載能力大、精密度好、控制性能優(yōu)異、能夠?qū)崿F(xiàn)頻繁的快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在工礦、交通、建筑等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。電梯門頻繁的開和關(guān)正好符合以上優(yōu)點(diǎn)，所以直流電機(jī)在電梯門機(jī)系統(tǒng)中也得到廣泛的應(yīng)用。目前，電梯門機(jī)系統(tǒng)的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式是:在電梯開門和關(guān)門的過程中，直流電機(jī)作正反轉(zhuǎn)運(yùn)行；當(dāng)開門到位和關(guān)門到位時(shí)，直流電機(jī)仍然通一定余量的電壓產(chǎn)生一定的扭矩，便于下次做反向運(yùn)動(dòng)，但是在這段時(shí)間內(nèi)也要消耗很多的能量，節(jié)能性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述直流電機(jī)能耗較大的問題，本發(fā)明做出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)改進(jìn)，提出了一種提高了電梯門機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能性和可靠性的用在電梯門機(jī)系統(tǒng)中的直流電機(jī)對(duì)稱驅(qū)動(dòng)方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005]一種用在電梯門機(jī)系統(tǒng)中的直流電機(jī)對(duì)稱驅(qū)動(dòng)方法，包括步驟:
[0006]步驟1，建立電梯門機(jī)系統(tǒng)中直流電機(jī)的H橋驅(qū)動(dòng)電路，設(shè)定開關(guān)器件VT1、VT4為第一組開關(guān)器件，VT2、VT3為第二組開關(guān)器件；
[0007]步驟2，當(dāng)電梯的電源啟動(dòng)后，電梯層門處于關(guān)閉狀態(tài)，第一組開關(guān)器件和第二組開關(guān)器件的波形對(duì)稱，兩組開關(guān)的通斷交替切換，使直流電機(jī)依次獲得正反電壓，直流電機(jī)表現(xiàn)為停轉(zhuǎn)狀態(tài)；
[0008]步驟3，當(dāng)電梯層門做開門動(dòng)作時(shí)，第一組開關(guān)器件的門信號(hào)變?yōu)閹捵兓拿}沖信號(hào)，第二組開關(guān)器件的門信號(hào)變?yōu)榈碗娖?，直流電機(jī)獲得正向電壓而正轉(zhuǎn)開門；
[0009]步驟4，當(dāng)開門到位時(shí)，開關(guān)器件的門信號(hào)為打開狀態(tài)的信號(hào)，也是兩組脈沖信號(hào)，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生正反方向的力矩，保持停轉(zhuǎn)狀態(tài)；
[0010]步驟5，當(dāng)電梯層門做關(guān)門動(dòng)作時(shí)，第一組的門信號(hào)為低電平，第二組的為帶寬變化的脈沖信號(hào)，直流電機(jī)獲得反向電壓開始關(guān)門動(dòng)作；恢復(fù)至步驟2中的波形，以此方式循環(huán)。
[0011]進(jìn)一步，所述步驟I的H橋驅(qū)動(dòng)電路中，開關(guān)器件VT1、VT2相串聯(lián)，然后和VT3、VT4相串聯(lián)的電路相并聯(lián)，直流電機(jī)M的一端連接在開關(guān)器件VT1、VT2之間，另一端連接在開關(guān)器件VT3、VT4之間。
[0012]進(jìn)一步，所述步驟1-5的整個(gè)驅(qū)動(dòng)過程中，H橋驅(qū)動(dòng)電路中的兩組開關(guān)器件的門信號(hào)為對(duì)稱變化。
[0013]進(jìn)一步，所述步驟1-5的整個(gè)驅(qū)動(dòng)過程中，在電梯門完全打開和完全閉合時(shí)，電梯層門電機(jī)都處在沒有電源供電的狀態(tài)。
[0014]該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)電機(jī)處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，因?yàn)橐恢蓖姡姍C(jī)轉(zhuǎn)軸有力矩存在，外力不能輕易改變轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)，力矩的方向做正反變化，轉(zhuǎn)軸狀態(tài)表現(xiàn)為有轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)但不轉(zhuǎn)動(dòng)，這種狀態(tài)正好符合電梯門在關(guān)閉狀態(tài)下不能人為打開的要求。在電機(jī)停轉(zhuǎn)狀態(tài)，因電機(jī)不存在轉(zhuǎn)動(dòng)，只有電機(jī)內(nèi)部的電阻耗能，且能量損耗較少，電機(jī)也存在一定的力矩，提高了電梯門機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是H橋驅(qū)動(dòng)電路；
[0016]圖2是開關(guān)器件門信號(hào)波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0018]如圖1-2所示，本發(fā)明的方法的具體步驟有以下幾點(diǎn):
[0019]步驟1，建立電梯門機(jī)系統(tǒng)中直流電機(jī)的H橋驅(qū)動(dòng)電路，設(shè)定開關(guān)器件VT1、VT4為第一組開關(guān)器件，VT2、VT3為第二組開關(guān)器件；
[0020]步驟2，當(dāng)電梯的電源啟動(dòng)后，電梯層門處于關(guān)閉狀態(tài)，第一組開關(guān)器件和第二組開關(guān)器件的波形對(duì)稱，兩組開關(guān)的通斷交替切換，使直流電機(jī)依次獲得正反電壓，直流電機(jī)表現(xiàn)為停轉(zhuǎn)狀態(tài)；
[0021]步驟3，當(dāng)電梯層門做開門動(dòng)作時(shí)，第一組開關(guān)器件的門信號(hào)變?yōu)閹捵兓拿}沖信號(hào)，第二組開關(guān)器件的門信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑绷麟姍C(jī)獲得正向電壓而正轉(zhuǎn)開門；
[0022]步驟4，當(dāng)開門到位時(shí)，開關(guān)器件的門信號(hào)為打開狀態(tài)的信號(hào)，也是兩組脈沖信號(hào)，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生正反方向的力矩，保持停轉(zhuǎn)狀態(tài)；
[0023]步驟5，當(dāng)電梯層門做關(guān)門動(dòng)作時(shí)，第一組的門信號(hào)為低電平，第二組的為帶寬變化的脈沖信號(hào)，直流電機(jī)獲得反向電壓開始關(guān)門動(dòng)作；恢復(fù)至步驟2中的波形，以此方式循環(huán)。
[0024]整個(gè)驅(qū)動(dòng)過程中，H橋中兩組開關(guān)器件的門信號(hào)為對(duì)稱變化。
[0025]如圖1所示，開關(guān)器件VT1、VT2相串聯(lián)，然后和VT3、VT4相串聯(lián)的電路相并聯(lián)，電機(jī)M的一端連接在開關(guān)器件VT1、VT2之間，另一端連接在開關(guān)器件VT3、VT4之間；電梯的轎廂到達(dá)樓層需要開門時(shí)，層門直流電機(jī)正向啟動(dòng)運(yùn)行。
[0026]電梯門的直流電機(jī)主要由H橋進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，如圖1所示。假設(shè)開關(guān)器件VT1、VT4為第一組開關(guān)器件，VT2、VT3為第二組，電梯的轎廂到達(dá)樓層需要開門時(shí)，層門直流電機(jī)正向啟動(dòng)運(yùn)行，假設(shè)圖1中開關(guān)器件VT1、VT4導(dǎo)通表示電機(jī)正轉(zhuǎn)，則此時(shí)VT1、VT4的開關(guān)門信號(hào)為帶寬變化的脈沖信號(hào)，VT2、VT3的門信號(hào)為低電平，直流電機(jī)得到正向電流開始正轉(zhuǎn)，直到完成開門動(dòng)作VT1、VT4的門信號(hào)變?yōu)榈碗娖浇Y(jié)束供電使直流電機(jī)停轉(zhuǎn)，一段時(shí)間過后，VT2、VT3的門信號(hào)為帶寬變化的脈沖信號(hào)，VTU VT4為低電平，直流電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)直到電梯關(guān)門結(jié)束。在電梯門完全打開和完全閉合時(shí)，電梯層門電機(jī)都處在沒有電源供電的狀態(tài)。
[0027]具體實(shí)施過程如下:
[0028]當(dāng)電梯門在閉合狀態(tài)時(shí)，4個(gè)開關(guān)器件的門信號(hào)如圖2中的閉合狀態(tài)，第一組和第二組的波形對(duì)稱，兩組開關(guān)的通斷交替切換，使直流電機(jī)依次獲得正反電壓，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸力矩的方向做正反變化，轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)表現(xiàn)為靜止不動(dòng)，因此直流電機(jī)表現(xiàn)為停轉(zhuǎn)狀態(tài)；H橋驅(qū)動(dòng)電路中的4個(gè)開關(guān)器件通入占空比為50%的對(duì)稱脈沖波形，既保證同一橋臂不同時(shí)導(dǎo)通，又保證直流電機(jī)獲得的電壓正負(fù)交替變化。
[0029]當(dāng)需要有開門動(dòng)作時(shí)，第一組開關(guān)器件的門信號(hào)變?yōu)閹捵兓拿}沖信號(hào)，第二組的門信號(hào)變?yōu)榈碗娖?，直流電機(jī)獲得正向電壓而正轉(zhuǎn)開門。
[0030]當(dāng)開門到位時(shí)，開關(guān)器件的門信號(hào)為打開狀態(tài)的信號(hào)，也是兩組脈沖信號(hào)，通入打開狀態(tài)的脈沖波形，電機(jī)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生正反方向的力矩，保持停轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0031]當(dāng)一段時(shí)間后，第一組的門信號(hào)為低電平，第二組的為帶寬變化的脈沖信號(hào)，直流電機(jī)獲得反向電壓開始關(guān)門動(dòng)作；通入關(guān)門動(dòng)作的脈沖波形，直流電機(jī)獲得反向電壓開始反轉(zhuǎn)，直到關(guān)門到位后。
[0032]當(dāng)電梯門完全閉合時(shí)，門信號(hào)又變?yōu)槊}沖信號(hào)。整個(gè)過程中，第一組門信號(hào)和第二組門信號(hào)對(duì)稱變化，避免同一橋臂的兩個(gè)開關(guān)器件同時(shí)導(dǎo)通而導(dǎo)致電源短路。
[0033]本發(fā)明仍然采用H橋驅(qū)動(dòng)電路，采用一種新的驅(qū)動(dòng)方式，電梯在開門之后和關(guān)門之后繼續(xù)給直流電機(jī)供電，H橋上開關(guān)器件的門信號(hào)變?yōu)檎伎毡葹?0%的對(duì)稱脈沖信號(hào)，但電機(jī)轉(zhuǎn)軸處在靜止?fàn)顟B(tài)。在此種狀態(tài)下，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸力矩方向頻繁的有規(guī)律的進(jìn)行正向和反向交替變化，而電機(jī)的狀態(tài)表現(xiàn)為停轉(zhuǎn)，且外力不能輕易的使停轉(zhuǎn)狀態(tài)改變。因電梯層門在開啟狀態(tài)和閉合狀態(tài)時(shí)不能人為的用外力改變層門狀態(tài)，此發(fā)明正好滿足上述要求，并且能夠更好地保證電梯層門的可靠性；電機(jī)停轉(zhuǎn)狀態(tài)只有電機(jī)內(nèi)部電阻耗能，且能量損耗大大降低，電機(jī)也存在一定的力矩，提高了電梯門機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能性。
[0034]上面已經(jīng)結(jié)合具體實(shí)施步驟說明了本發(fā)明，然而對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，對(duì)本發(fā)明做出不同的改進(jìn)和變型。因而落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)的各種改進(jìn)和變型，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用在電梯門機(jī)系統(tǒng)中的直流電機(jī)對(duì)稱驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，包括步驟: 步驟1，建立電梯門機(jī)系統(tǒng)中直流電機(jī)的H橋驅(qū)動(dòng)電路，設(shè)定開關(guān)器件VT1、VT4為第一組開關(guān)器件，VT2、VT3為第二組開關(guān)器件； 步驟2，當(dāng)電梯的電源啟動(dòng)后，電梯層門處于關(guān)閉狀態(tài)，第一組開關(guān)器件和第二組開關(guān)器件的波形對(duì)稱，兩組開關(guān)的通斷交替切換，使直流電機(jī)依次獲得正反電壓，直流電機(jī)表現(xiàn)為停轉(zhuǎn)狀態(tài)； 步驟3，當(dāng)電梯層門做開門動(dòng)作時(shí)，第一組開關(guān)器件的門信號(hào)變?yōu)閹捵兓拿}沖信號(hào)，第二組開關(guān)器件的門信號(hào)變?yōu)榈碗娖?，直流電機(jī)獲得正向電壓而正轉(zhuǎn)開門； 步驟4，當(dāng)開門到位時(shí)，開關(guān)器件的門信號(hào)為打開狀態(tài)的信號(hào)，也是兩組脈沖信號(hào)，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生正反方向的力矩，保持停轉(zhuǎn)狀態(tài)； 步驟5，當(dāng)電梯層門做關(guān)門動(dòng)作時(shí)，第一組的門信號(hào)為低電平，第二組的為帶寬變化的脈沖信號(hào)，直流電機(jī)獲得反向電壓開始關(guān)門動(dòng)作；恢復(fù)至步驟2中的波形，以此方式循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用在電梯門機(jī)系統(tǒng)中的直流電機(jī)對(duì)稱驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述步驟I的H橋驅(qū)動(dòng)電路中，開關(guān)器件VT1、VT2相串聯(lián)，然后和VT3、VT4相串聯(lián)的電路相并聯(lián)，直流電機(jī)M的一端連接在開關(guān)器件VT1、VT2之間，另一端連接在開關(guān)器件VT3、VT4之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用在電梯門機(jī)系統(tǒng)中的直流電機(jī)對(duì)稱驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述步驟1-5的整個(gè)驅(qū)動(dòng)過程中，H橋驅(qū)動(dòng)電路中的兩組開關(guān)器件的門信號(hào)為對(duì)稱變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用在電梯門機(jī)系統(tǒng)中的直流電機(jī)對(duì)稱驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述步驟1-5的整個(gè)驅(qū)動(dòng)過程中，在電梯門完全打開和完全閉合時(shí)，電梯層門電機(jī)都處在沒有電源供電的狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H02P1/22GK104467549SQ201410709834
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】蔣益興, 薛洋, 陳春花, 馬冬梅, 王通巖 申請(qǐng)人:常州大學(xué)