电梯门机用无刷直流电机调速系统设计与应用

子 铁 心采用斜槽 的 叠 片 方 式#转 子 结 构 采 用 切 向 的 数该 脉冲还 可以 判 定 门 所 处 的 位 置#实 现 门 位 置 的
磁极形式#如图 %所示"
检测"
.(, 转子位置信号及开关译码电路
$(外紧圈 %(磁钢 )(磁轭 *(非导磁体 图 % 切向磁钢结构
电 机 转 子 位 置 传 感 器 采 用 霍 尔 元 件"34!35! 30 分 别 为 )个 霍 尔 元 件 输 出 互 差 $%&’电 角 度 的 三 相位置 检测 信号#经稳 压处理 后#送到 647电 路 进 行开关译码#如图 8所示"
在 19: 控制时#通常采用半桥全调制#如只有 下 半 桥 的 )个 功 率 管 参 与 19: 调 制#而 上 半 桥 的 )个 功 率 管 不 参 与 19: 调 制#这 会 造 成 ?个 功 率 管 的 开 关 损 耗 不 均 等 "为 克 服 这 一 缺 点 #文 中 采 用 一 种单极半调制的 19: 控制方式#如图 ?所示#在任
图 5 调速系统组成原理图
) 电机本体结构及优化设计
)?# 结构形式 已研制的电梯门机用稀土永磁无刷直流电机本
电梯门机用无刷直流电机调速系统设计与应用 季小尹 符向荣 郝卫生
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微电机 0112年 第 2A卷 第 C期7总第 52B期9
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伺服技术!#$%&’ ($)*+,-.$ """""""""""""""""""""""""""""""""
. 控制系统设计及分析
.(/ 测速及门位置检测电路
自制圆盘形光栅#一圈 $%&齿#安装于带动轿厢 门 动 作 的 皮 带 轮 转 轴 上 #既 测 量 传 动 装 置 的 转 速 #又 检测门行程的位置#该检测电路原理如图 *所示"
图 * 测速及门位置检测原理图
万方数据
图 ? 单极半调制控制信号波形
电梯门机用无刷直流电机调速系统设计与应用
Байду номын сангаас
季小尹6符向荣6郝卫生
7西北工业大学6陕西 西安 8511809
摘 要/针 对 电 梯 门 机 的 使 用 特 点6研 制 出 专 用 的 稀 土 永 磁 无 刷 直 流 电 机 调 速 系 统6实 现 了 门 宽 的 自 学 习:运 行 参
数的修改及按给定曲线调速运行等功能;文中介 绍 了 该 无 刷 直 流 电 机 的 设 计 和 控 制 方 法6通 过 样 机 的 试 验 和 应 用
& 系统组成
图 5给出电梯门机用稀土永磁无刷直流电机调 速系统的组成原理;稀土永磁电机本体的定子为三 相 绕组星形连接6控 制 系 统 由 功 率 主 电 路 和 主 控 板 构成;功率主电路是由整流桥:滤波电容及 Z’(=功
收 稿 日 期 /01123 143 50
万方数据 * 00*
率管构成的三相逆变桥等组成;主控板是由电机控 制 用 的 单 片 机:存 储 器:辅 助 电 路 及 驱 动 电 路 等 组 成 ;接 收 上 位 机 的 控 制 信 号 6由 该 调 速 系 统 完 成 门 机 的各种操作运行;
#引 言
电 梯 门 机 的 主 要 任 务 是 接 收 上 位 机 的 信 号6控 制电梯轿厢门和厅门的开与关;为了保证电梯正常 工 作6并具 有 优 良 的 性 能6其 门 机 必 须 做 到 快 捷:安 静 :准 确 及 安 全 等 特 点 ; 电 梯 门 机 除 了 机 械 部 分 外 6 主要 由 电机调速 系 统 组 成6目 前 国 内 生 产 和 应 用 的 电 梯门机用电机 调 速 系 统 主 要 有 两 类/一 类 是 有 刷 直 流 电 机 调 速 $5%<另 一 类 是 异 步 电 机 变 频 调 速 6如 文 献 $0%中 的 应 用 ; 文 中 作 为 一 种 尝 试 6研 制 出 电 梯 门 机 专用的稀土永 磁 无 刷 直 流 电 机 调 速 系 统6由 单 片 控 制 实现门宽的 自 学 习:运 行 参 数 的 修 改 以 及 按 给 定曲线调速运行等功能;文中结合试验和使用介绍 该无刷直流电机的设计和控制方法;
图 8 转子位置信号及开关译码电路
647电 路 同 时 将 转 子 位 置 传 感 器 信 号!19: 调 制 信 号!故 障 锁 定 信 号 53!电 机 正 反 转 信 号 ;< 一起译码#输出对应于功率管 =$>=?的 ?个驱动信 号 #既 保 证 电 机 三 相 绕 组 按 一 定 规 律 通 电 #又 实 现 电 机 的 调 速 控 制 !正 反 转 控 制 及 故 障 保 护 等 功 能 "
()* 控制程序设计
控 制 程 序 均 采 用 模 块 化 设 计"在 每 个 功 能 模 块 中 "将 少 量 与 其 它 模 块 共 享 的 变 量 屏 蔽 后 "该 模 块 即 可 独 立于其它模 块 运 行"这 有 利 于 整 个 系 统 程 序 的 修改和调试’该系统控制程序由一个主程序和若干 子 程 序 组 成+,-"见 表 !"主 要 完 成 门 宽 的 自 学 习.运 行参数的修改以及按给定曲线调速运行等功能’
统 全 局 变 量 的 定 义 和 赋 初 值 ’初 始 化 完 成 后 "程 序 进
入 主 循环体"根 据 预 设 的 参 数 或 者 根 据 操 作 者 的 输
入 进 行 控 制 ’ 对 于 子 程 序 "如 门 宽 自 学 习 测 量 "其 门 宽 参 数的自学习 过 程 设 计 为 :个 工 作 状 态"即 慢 速
表 ! 控制程序组成
序号
程序名称
功能意义
! 主程序
系统初始化和主循环
# 子程序 /012 34235
工作模式检测
, 子程序 /67869 /012 手动模式
: 子程序 68;0 /012
自动模式
< 子程序 68;0=;81>
门宽自学习测量
& 子程序 ?7? @6A6/2;2A= 参数初始化
B 子程序 @6A6 61 369 参数调整计算
X #:X
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图 B 门宽自学习测量流程图
噪 声IS:,TUF6G 该电梯门机无刷直流电机调速系统经与电梯主 机 配 套 使 用 "取 得 了 良 好 的 使 用 效 果 "并 能 适 应 在 较 宽的工作电压范围内安全使用’
V结 论
文中研制的电梯门机用稀土永磁无刷直流电机 调速 系统 具 有 体 积 小.重 量 轻.输 出 力 矩 大.效 率 高 的特 点"并能适 应 在 较 宽 工 作 电 压 范 围 内 的 安 全 使 用 ’该 系 统 实 现 了 门 宽 的 自 学 习 .运 行 参 数 的 修 改 以 及按给 定曲 线调 速 运 行 等 功 能"不 仅 适 用 于 新 型 门 机 "也 可 用 于 旧 电 梯 门 机 的 改 造 ’
+(, 优化设计
为了实现电机的气隙磁场波形有足够的平顶宽 度 和 较 高 的 效 率#文 中 采 用 场-路 结 合 的 优 化 设 计 方 法 #进 行 多 方 案 的 计 算 比 较 和 优 化 选 择 #其 总 的 优 化设计基本框图如图 )所示"