專利名稱：電梯門直流電機的微機控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電梯門的控制裝置，尤其涉及利用微型計算機控制直流電機、驅(qū)動電梯門開關(guān)的裝置。
背景技術(shù)：
電梯門的控制裝置，按所驅(qū)動的門電機類型可分為直流電機控制和交流電機控制。在傳統(tǒng)的控制裝置中，直流電機的調(diào)速一般是通過大功率電阻的分壓來實現(xiàn)的，其不足是變速開關(guān)要承受較大的電流，故障高、使用壽命有限，遇到障礙物電機無法返回，經(jīng)常造成電機燒毀，影響電梯使用。而交流電機一般采用交流變頻調(diào)速，其不足是造價昂貴，維修費用高，同時在安全性能方面也存在一些難于克服的問題。
目前所使用的電梯門控制裝置，較多采用脈沖寬度調(diào)制(PWM)方式，通過單片微型計算機進行調(diào)速、控制。日本三菱、日立以及美國奧蒂斯等公司，在這些領(lǐng)域已獲得了多項中國專利權(quán)，如授權(quán)公告號CN1109648C(申請?zhí)?4118605、申請日1994.11.30、授權(quán)公告日2003.5.28)的發(fā)明專利“電梯門的控制裝置”，公開了一種驅(qū)動電梯門的直流電動機的裝置。再如，授權(quán)公告號CN10311987C(申請?zhí)?1101299、申請日1991.2.26、授權(quán)公告日1996.6.12)的發(fā)明專利公開了一種“電梯門控制裝置”，涉及一種由微型計算機控制驅(qū)動交流門電機的裝置。但在現(xiàn)有的技術(shù)方案中，仍存在許多需要改進的方面。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種利用微型計算機控制直流電機、驅(qū)動電梯門開關(guān)的控制裝置為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的電梯門直流電機的微機控制裝置，具有驅(qū)動電梯門開/關(guān)的直流電機，與直流電機連接的、將交流電變換成直流電并供給直流電機的整流電路以及驅(qū)動直流電機正向/反向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電路，其特征在于還具有配置在直流電機上、將電機轉(zhuǎn)動位移變換為數(shù)字脈沖信號的編碼器；微型計算機，具有與編碼器、驅(qū)動電路連接、實現(xiàn)信號輸入/輸出的輸入/輸出口，與編碼器信號輸入口連接、實現(xiàn)對編碼器數(shù)字脈沖信號進行計數(shù)的脈沖計數(shù)裝置，與脈沖計數(shù)裝置連接、檢測編碼器數(shù)字脈沖寬度的脈沖寬度檢測裝置，與脈沖計數(shù)裝置及脈沖寬度檢測裝置連接、將脈沖計數(shù)值及脈沖寬度檢測值與預(yù)存值進行比較計算、并產(chǎn)生控制輸出的處理裝置，與處理裝置連接、產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號的PWM信號發(fā)生裝置。
所述微型計算機還具有連接于所述處理裝置與微型計算機輸入/輸出口之間、產(chǎn)生電機制動信號的制動信號發(fā)生裝置，該輸入/輸出口連接有制動驅(qū)動電路。
所述微型計算機還具有連接于所述處理裝置與微型計算機輸入/輸出口、存儲有電梯門位置、電機速度等數(shù)據(jù)的存儲裝置。
所述整流電路，具有可控硅元件，其陽極與直流電機連接，陰極接地，控制極由所述脈沖寬度調(diào)制信號控制。
還具有連接于微型計算機輸入/輸出口與整流電路之間、檢測電機工作電流的電流檢測電路。
所述編碼器為配置在直流電機后端的光電式編碼器或磁性編碼器。
本實用新型以微型計算機構(gòu)成控制裝置，其電路結(jié)構(gòu)簡單，具有優(yōu)越的安全性能、極低的故障率和廉價的制造成本。


圖1是電梯門直流電機的微機控制裝置的方框圖。
圖2是圖3所示控制裝置的具體電路圖。
圖3是配置有光電式編碼器的直流電機示意圖。
圖4是配置有磁性編碼器的直流電機示意圖。
圖5是脈沖寬度調(diào)制信號及制動信號的時序圖。
具體實施方式
參照圖1、圖2，本實用新型提供的電梯門直流電機的微機控制裝置，整個裝置包括直流電機M，用于驅(qū)動電梯門開/關(guān)的。
整流電路8，用于將交流電變換成直流電并供給直流電機M。整流電路8由單向可控硅S1構(gòu)成，可控硅S1的陽極與直流電機M連接，陰極通過電阻接地，控制極通過PWM驅(qū)動電路6及接口電路U7與微型計算機4的輸入/輸出口。利用可控硅S1將交流電變換成脈動直流電，供給直流電機M工作，通過微型計算機4輸出的脈沖寬度調(diào)制信號控制可控硅S1的導(dǎo)通/截止，從而調(diào)節(jié)脈動直流電的脈沖寬度，實現(xiàn)電機調(diào)速。
驅(qū)動電路9，通過接口電路U7與微型計算機4的/輸入輸出口連接，由計算機輸出信號控制三極管Q2、Q3以及連接于三極管集電極上的繼電器J2、J3，分別接通110V交流電源，以及使直流電機M的正極或負極與可控硅S1的陽極接通，以啟動直流電機M和驅(qū)動其正向/反向旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)開/關(guān)電梯門。
編碼器，其配置在直流電機M后部上，用于將電機轉(zhuǎn)動位移變換為數(shù)字脈沖信號。如圖3所示，編碼器可采用光電式編碼器，它包括固定設(shè)置的光電發(fā)射器10和光電接收器11，以及安裝在電機軸上的遮光板12。如圖4所示，編碼器也可采用磁性編碼器，它包括固定設(shè)置的磁性檢測器13，以及安裝在電機軸上的、由磁體構(gòu)成的齒板14。由此可將電機軸的轉(zhuǎn)動變換為光電接收器11或磁性檢測器12的輸出電信號。編碼器輸出的電信號經(jīng)信號放大電路3、接口電路U4輸入微型計算機4的輸入口。
微型計算機4，采用EM78P447AM，它包括(1)輸入/輸出口，用于輸入電梯門開/關(guān)指令信號、編碼器數(shù)字脈沖信號、電機工作電流檢測信號，以及輸出脈沖寬度調(diào)制信號、電機制動信號、接口電路的選通信號。(2)脈沖計數(shù)裝置，用于對編碼器送來的數(shù)字脈沖信號進行計數(shù)。(3)脈沖寬度檢測裝置，檢測編碼器數(shù)字脈沖寬度的脈沖寬度檢測裝置。(4)處理裝置，將脈沖計數(shù)值、脈沖寬度檢測值與預(yù)存值進行比較計算、并產(chǎn)生控制輸出。(5)PWM信號發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生與處理裝置計算值對應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制信號。(6)制動信號發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生電機制動信號。(7)存儲裝置，用于存儲電梯門位置、電機速度等數(shù)據(jù)。
電流檢測電路5，連接于可控硅S1的陰極與微型計算機4的輸入/輸出口，用于檢測電機工作電流。
PWM驅(qū)動電路6，由三極管Q6及外圍元件組成，其通過接口電路U7與微型計算機4的輸入/輸出口連接，用于驅(qū)動可控硅S1的控制極。
制動驅(qū)動電路7由三極管N7、繼電器J1及外圍元件組成，其通過接口電路U7與微型計算機4的輸入/輸出口連接，用于在電機兩端加入制動脈沖信號。
下面，對控制裝置的調(diào)速過程進行簡要說明首先，將微型計算機4置于測試狀態(tài)，使電梯門來回開關(guān)一次，微型計算機4自動將數(shù)據(jù)存入存儲器內(nèi)作為預(yù)存值。電梯門開/關(guān)指令信號通過指令輸入電路1、2，編碼器輸出的電信號經(jīng)信號放大電路3，由微型計算機4在不同時序選通接口電路U4、U5、U6分別輸入計算機，經(jīng)微型計算機4處理產(chǎn)生輸出信號啟動或停止電機。同時，脈沖計數(shù)裝置對編碼器送來的數(shù)字脈沖信號進行計數(shù)，處理裝置將計數(shù)值與預(yù)存值進行比較，確定電機應(yīng)該加速、恒速、減速，PWM裝置產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制信號，當電機需要加速時，產(chǎn)生的PWM脈沖由疏到密，當電機需要減速時，產(chǎn)生的PWM脈沖由密到疏。PWM脈沖輸出控制可控硅S1的導(dǎo)通/截止，實現(xiàn)電機的調(diào)速。采用這種調(diào)速方式，具有簡便可靠的特點，不但無需設(shè)置位置傳感器，而且電梯門的位置開關(guān)損壞，也不會影響其正常工作。同時，采用可控硅S1元件，即起到整流的作用，又兼作開關(guān)元件，使得整個電路大為簡化、實用。
下面，簡要描述控制裝置實現(xiàn)遇障返回功能的過程在電機加速、減速初期，由于工作電流較小，電機負載功率也較小，此時電梯門若遇到障礙物，電機基本會停頓，因此編碼器產(chǎn)生的脈沖寬度會加大，脈沖數(shù)減少，計算機通過檢測脈沖寬度和脈沖數(shù)，即可準確判定，實現(xiàn)安全返回功能。在電機以恒定速度快速運轉(zhuǎn)時，若電梯門遇到障礙物，電流增大，通過電流檢測器檢測電流值，計算機通過電流值和編碼器產(chǎn)生的脈沖寬度，即可準確判定，實現(xiàn)安全返回功能。
下面，簡要描述控制裝置實現(xiàn)關(guān)門時減速制動的過程電梯門在關(guān)門過程中，由于自身的慣性力和強制關(guān)門器(如彈簧)的作用，電梯門減速效果不明顯，容易造成電梯門撞擊門框，影響電梯門使用壽命。本控制裝置能較好地解決該問題即關(guān)門時，微型計算機4在輸出脈寬調(diào)制信號PWM的間隙，輸出一個制動信號T，脈沖的時序見圖5所示，制動信號T通過制動驅(qū)動電路7加于直流電機M兩端，其相當于在電機兩端接入制動電阻，利用電機的阻尼作用消除電梯門的慣性，從而達到減速的效果。
以上，對控制裝置的一些功能和工作過程進行了描述。至于控制裝置的其它控制功能，為電梯門電機控制所必備，在此不一一累述。
權(quán)利要求1.電梯門直流電機的微機控制裝置，具有驅(qū)動電梯門開/關(guān)的直流電機，與直流電機連接的、將交流電變換成直流電并供給直流電機的整流電路以及驅(qū)動直流電機正向/反向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電路，其特征在于還具有配置在直流電機上、將電機轉(zhuǎn)動位移變換為數(shù)字脈沖信號的編碼器；微型計算機，具有與編碼器、驅(qū)動電路連接、實現(xiàn)信號輸入/輸出的輸入/輸出口，與編碼器信號輸入口連接、實現(xiàn)對編碼器數(shù)字脈沖信號進行計數(shù)的脈沖計數(shù)裝置，與脈沖計數(shù)裝置連接、檢測編碼器數(shù)字脈沖寬度的脈沖寬度檢測裝置，與脈沖計數(shù)裝置及脈沖寬度檢測裝置連接、將脈沖計數(shù)值及脈沖寬度檢測值與預(yù)存值進行比較計算、并產(chǎn)生控制輸出的處理裝置，與處理裝置連接、產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號的PWM信號發(fā)生裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯門直流電機的微機控制裝置，其特征在于所述微型計算機還具有連接于所述處理裝置與微型計算機輸入/輸出口之間、產(chǎn)生電機制動信號的制動信號發(fā)生裝置，該輸入/輸出口連接有制動驅(qū)動電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯門直流電機的微機控制裝置，其特征在于所述微型計算機還具有連接于所述處理裝置與微型計算機輸入/輸出口、存儲有電梯門位置、電機速度等數(shù)據(jù)的存儲裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯門直流電機的微機控制裝置，其特征在于所述整流電路，具有可控硅元件，其陽極與直流電機連接，陰極接地，控制極由所述脈沖寬度調(diào)制信號控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯門直流電機的微機控制裝置，其特征在于還具有連接于微型計算機輸入/輸出口與整流電路之間、檢測電機工作電流的電流檢測電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯門直流電機的微機控制裝置，其特征在于所述編碼器為配置在直流電機后端的光電式編碼器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯門直流電機的微機控制裝置，其特征在于所述編碼器為配置在直流電機后端的磁性編碼器。
專利摘要電梯門直流電機的微機控制裝置，具有驅(qū)動電梯門開/關(guān)的直流電機，與直流電機連接的可控硅整流電路、驅(qū)動電路，配置在直流電機上、將電機轉(zhuǎn)動位移變換為數(shù)字脈沖信號的光電或磁性編碼器，以及與編碼器、驅(qū)動電路連接的微型計算機。通過計算機控制實現(xiàn)PWM調(diào)速、自動返回和減速制動，其電路結(jié)構(gòu)簡單，具有優(yōu)越的安全性能、極低的故障率和廉價的制造成本。
文檔編號B66B13/14GK2697057SQ200320121118
公開日2005年5月4日 申請日期2003年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月1日
發(fā)明者林加量, 林永清 申請人:林加量, 林永清