Super-Con永磁变频门机设计与改进
发布时间：2021-08-12 20:58
随着我国的经济的快速发展,人们建造的楼宇越来越向高层甚至超高层发展,随之与楼宇匹配的电梯运行的速度也向高速甚至超高速发展。作为电梯八大系统之一的门系统是整个电梯中动作最频繁也是乘客接触最多的部分,在整个电梯系统中起到非常重要的作用。从最早的电梯未设计门,逐渐发展到需要专职电梯司机手动开关门,到现在不需要专职人员操作自动开关门,经过100多年的发展,电梯门系统朝着更加智能化方向发展。作为每个整梯厂家先进技术代表的高速梯与之匹配的门系统不仅需要智能化,更加要求门系统要做到低噪音、曲线优美、安全可靠、性能稳定、高效运行。通过对高速电梯市场门系统的需求分析结合国内外门系统研发技术,提出研发一款匹配高速梯甚至超高速梯使用的高端门系统。该门系统创新点在于,一驱双控冗余设计思路,即一个门机控制器、两个永磁同步电机、双门刀设计。正常工作时两个永磁同步电机同时加速、同时制动。当出现单电机故障时,自动切换为单电机工作模式,减少门机出现故障停梯的概率。主要工作提出整套门系统的需求定位和整体设计要求、完成门系统控制器硬件设计、PCB板绘制、软件编写、操作器通讯协议设计、永磁同步电机计算选型、门头、门板、层门系...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
有机房电梯结构图
浙江工业大学硕士学位论文（专业型）第 3 章 门机控制器设计与电机选型3.1 引言门机控制器是整个门机的大脑，接收输入指令、反馈运行状态、处理编码器位置信号、分析门机运行曲线、控制电机输出、操作器界面交互都是需要通过门机控制器来完成。因此门机控制器设计成功是整个Super-Con永磁变频门机设计的关键。3.2 门机控制器曲线要求门机理论开关门曲线是根据电梯理想运行速度曲线、结合变频门机运行曲线，在满足快速性、平稳性以及舒适性的前提下综合各种因素得出[37]。
图 3-2 Super-Con 门机控制器硬件结构框图整个控制系统包括以三菱公司的智能功率模块 IPM 作为核心的变频主电路、以 TI公司的 DSP 作为控制芯片的主控电路、驱动电路、电压检测电路、电流检测电路、保护电路、通讯电路及故障检测电路等[41]。根据理论开关门曲线，为了加强控制器对电机的控制，使门机能够在不同的负载及转速中正常运行，在设计结构框图时对每个电机都增加了电流检测以及速度/位置检测两路反馈信号，形成闭环控制系统，使门机能够快速响应负载与速度的变化。为了门机能够适应各种环境下的使用，增加了人机交互模块，方便对相关运行参数进行更改。为了实现对控制器及电机保护，增加了电压检测、电流检测，在外部过压、欠压、过流的情况下，能够及时停止输出保护控制器及电机。主电路为交-直-交电压源型变频结构，输入电源交流 220V 通过整流桥后变成直流电，通过滤波电容滤波，输入 IPM 模块中，其输出接入永磁同步电机中。系统采用智能功率模块 IPM 门机控制器有更完善的驱动和保护功能，简化了系统中驱动电路和保护电路的设计。选取霍尔电流传感器来检测电机定子 V 相和 W 相电流信号，利用三相电流对称公式 iu+iv+iw=0 计算出 U 相电流。电机转子位置检测采用磁感应
【参考文献】：
期刊论文
[1]2022年中国电梯产量将达140.8万台外资品牌主导[J]. 中国外资. 2017(19)
[2]超高速电梯发展中存在的问题与研究方向[J]. 胡军伟. 科技创新导报. 2017(27)
[3]浅议电梯门系统常见故障及解决方法[J]. 麦锐筠. 中国设备工程. 2017(09)
[4]电梯门机智能维护系统的研究进展[J]. 吴建彬,任忠平,尹国钦. 科技与创新. 2017(02)
[5]智能型PI在永磁同步电梯门机驱动器中的应用[J]. 吴建彬,任忠平,尹国钦. 科技创新与应用. 2017(01)
[6]日立电梯:用创新驱动智能制造[J]. 陈言. 经济. 2016(19)
[7]基于ANSYS的电梯层门受冲击有限元分析[J]. 贾薛铖,朱明,张鹏,张晓峰. 机械设计与研究. 2016(03)
[8]基于SPI接口DSP程序引导加载方法设计与实现[J]. 汪庆武,郇钲,黎泽清,张德平. 仪表技术. 2016(05)
[9]DSP控制的电梯门机系统[J]. 翟朝朝,黎庆发. 工业控制计算机. 2015(01)
[10]浅谈齿形同步带在电梯门系统的应用[J]. 霍俊超,邓浩斌. 机电工程技术. 2014(12)
博士论文
[1]高性能永磁同步电机控制方法的研究[D]. 张文娟.湖南大学 2014
硕士论文
[1]模糊PI控制在永磁同步电机电梯门机系统中的应用[D]. 王鑫.天津大学 2012
[2]基于DSP的电梯门机伺服控制系统设计与研究[D]. 莫雪娟.杭州电子科技大学 2011
本文编号：3339064
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
有机房电梯结构图
浙江工业大学硕士学位论文（专业型）第 3 章 门机控制器设计与电机选型3.1 引言门机控制器是整个门机的大脑，接收输入指令、反馈运行状态、处理编码器位置信号、分析门机运行曲线、控制电机输出、操作器界面交互都是需要通过门机控制器来完成。因此门机控制器设计成功是整个Super-Con永磁变频门机设计的关键。3.2 门机控制器曲线要求门机理论开关门曲线是根据电梯理想运行速度曲线、结合变频门机运行曲线，在满足快速性、平稳性以及舒适性的前提下综合各种因素得出[37]。
图 3-2 Super-Con 门机控制器硬件结构框图整个控制系统包括以三菱公司的智能功率模块 IPM 作为核心的变频主电路、以 TI公司的 DSP 作为控制芯片的主控电路、驱动电路、电压检测电路、电流检测电路、保护电路、通讯电路及故障检测电路等[41]。根据理论开关门曲线，为了加强控制器对电机的控制，使门机能够在不同的负载及转速中正常运行，在设计结构框图时对每个电机都增加了电流检测以及速度/位置检测两路反馈信号，形成闭环控制系统，使门机能够快速响应负载与速度的变化。为了门机能够适应各种环境下的使用，增加了人机交互模块，方便对相关运行参数进行更改。为了实现对控制器及电机保护，增加了电压检测、电流检测，在外部过压、欠压、过流的情况下，能够及时停止输出保护控制器及电机。主电路为交-直-交电压源型变频结构，输入电源交流 220V 通过整流桥后变成直流电，通过滤波电容滤波，输入 IPM 模块中，其输出接入永磁同步电机中。系统采用智能功率模块 IPM 门机控制器有更完善的驱动和保护功能，简化了系统中驱动电路和保护电路的设计。选取霍尔电流传感器来检测电机定子 V 相和 W 相电流信号，利用三相电流对称公式 iu+iv+iw=0 计算出 U 相电流。电机转子位置检测采用磁感应
【参考文献】：
期刊论文
[1]2022年中国电梯产量将达140.8万台外资品牌主导[J]. 中国外资. 2017(19)
[2]超高速电梯发展中存在的问题与研究方向[J]. 胡军伟. 科技创新导报. 2017(27)
[3]浅议电梯门系统常见故障及解决方法[J]. 麦锐筠. 中国设备工程. 2017(09)
[4]电梯门机智能维护系统的研究进展[J]. 吴建彬,任忠平,尹国钦. 科技与创新. 2017(02)
[5]智能型PI在永磁同步电梯门机驱动器中的应用[J]. 吴建彬,任忠平,尹国钦. 科技创新与应用. 2017(01)
[6]日立电梯:用创新驱动智能制造[J]. 陈言. 经济. 2016(19)
[7]基于ANSYS的电梯层门受冲击有限元分析[J]. 贾薛铖,朱明,张鹏,张晓峰. 机械设计与研究. 2016(03)
[8]基于SPI接口DSP程序引导加载方法设计与实现[J]. 汪庆武,郇钲,黎泽清,张德平. 仪表技术. 2016(05)
[9]DSP控制的电梯门机系统[J]. 翟朝朝,黎庆发. 工业控制计算机. 2015(01)
[10]浅谈齿形同步带在电梯门系统的应用[J]. 霍俊超,邓浩斌. 机电工程技术. 2014(12)
博士论文
[1]高性能永磁同步电机控制方法的研究[D]. 张文娟.湖南大学 2014
硕士论文
[1]模糊PI控制在永磁同步电机电梯门机系统中的应用[D]. 王鑫.天津大学 2012
[2]基于DSP的电梯门机伺服控制系统设计与研究[D]. 莫雪娟.杭州电子科技大学 2011
本文编号：3339064
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