一种电梯驱动器的制作方法

本实用新型涉及电梯控制技术领域，尤其涉及一种集成有电梯曳引机抱闸电源的电梯驱动器。

背景技术：

为实现电梯的可靠运行和停止，需要在电梯曳引机上加装电磁抱闸系统。常闭式抱闸制动器在电梯升降时处于松闸状态，在断电或者到站时抱闸制动器使轿厢停止运动。现有的电梯控制系统主要由电梯驱动器和抱闸电源两部分组成，电梯驱动器主要实现对曳引机的变频调速，抱闸电源主要实现对曳引机制动器的抱闸控制，以防止电梯在停止时电梯轿厢出现“溜车”现象。在现有的电梯曳引机控制系统中，曳引机制动器的抱闸电源往往是独立的一个部件，通过市电整定成所需的110V或80V直流电，再通过接触器、继电器与电梯驱动器实现电气逻辑控制。虽然这种电梯控制系统能够实现对电梯曳引机的控制，但是这种控制结构所需的元器件较多，控制逻辑复杂，且失效风险大，从而影响电梯安全性。此外，现有的电梯曳引机的控制结构还存在体积大、成本高、维修难度较大的问题。

因此，目前急需一种能够集成抱闸电源，且安全性高、体积小、成本低的电梯驱动器。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够集成抱闸电源，且安全性高、体积小、成本低的电梯驱动器。

为解决上述技术问题，实用新型采用如下所述的技术方案。一种电梯驱动器，包括整流单元、储能滤波单元、逆变单元、抱闸电源、及控制器，所述整流单元连接在交流电网与所述储能滤波单元之间，用于将交流电转换成直流电，所述逆变单元连接在所述储能滤波单元与曳引电动机之间，所述抱闸电源连接在所述储能滤波单元与曳引制动器之间，所述控制器同时连接所述逆变单元和所述抱闸电源，所述控制器控制所述逆变单元的变频输出以控制所述曳引电动机的变频调速以及控制所述抱闸电源的电压输出以实现对所述曳引制动器的制动控制。

优选地，所述抱闸电源包括依次相连接的第一开关单元、储能回路单元、第二开关单元及续流单元，所述抱闸电源还包括连接在所述储能回路单元和所述控制器之间的第一电压检测单元，所述控制器同时连接所述第一开关单元与所述第二开关单元，所述第二开关单元和所述续流单元分别与所述曳引制动器电性连接，所述第一电压检测单元用于检测所述储能回路单元的输出电压，所述控制器根据所述第一电压检测单元检测到的输出电压控制所述第一开关单元的通断以实现对所述抱闸电源的输出电压的调节，所述控制器控制所述第二开关单元的通断控制以实现对所述曳引制动器的制动控制，所述续流单元用于当所述曳引制动器抱闸时，释放所述曳引制动器线圈中的能量。

优选地，所述抱闸电源还包括用于检测所述第二开关单元是否通断异常的第二电压检测单元，所述第二电压检测单元同时连接在所述第二开关单元与所述控制器之间以及所述第二开关单元与所述续流单元之间。

优选地，所述第二电压检测单元与所述第一电压检测单元均为负反馈比例积分电路。

优选地，所述第一开关单元为第一MOS管，且所述第一MOS管的漏极连接所述直流电的正极，所述第一MOS管的源极连接所述储能回路单元，所述第一MOS管的栅极连接所述控制器的输出端，所述第二开关单元为第二MOS 管，所述第二MOS管的漏极连接所述储能回路单元，所述第二MOS管的源极连接所述续流单元，所述第二MOS管的栅极连接所述控制器的输出端。

优选地，所述储能回路单元包括第一电感、及第一电容，且所述第一电感的一端连接所述第一MOS管的源极与所述第一二极管的阴极，所述第一电感的另一端连接所述第二MOS管的漏极与所述第一电容的一端，所述第一二极管的阳极连接所述直流电的负极和所述第一电容的另一端。

优选地，所述储能回路单元包括第二电感、及第二电容，且所述第二电感的一端连接所述第一MOS管的源极与所述第二二极管的阴极，所述第二电感的另一端连接所述直流电的负极与所述第二电容的一端，所述第二二极管的阳极连接所述第二MOS管的漏极和所述第二电容的另一端。

优选地，所述抱闸电源还包括过电流保护单元，所述过电流保护单元连接在所述第一开关单元与所述直流电的正极之间。

优选地，所述续流单元包括第三二极管和第一电阻，所述第三二极管的阴极连接所述第二MOS管的源极，所述第三二极管的阳极连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述直流电的负极。

优选地，所述续流单元包括第四二极管和第二电阻，所述第四二极管的阳极连接所述第二MOS管的源极，所述第四二极管的阴极连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述直流电的负极。

本实用新型的有益技术效果在于：该电梯驱动器包括整流单元、储能滤波单元、逆变单元、抱闸电源、及控制器，整流单元连接在交流电网与储能滤波单元之间，用于将交流电转换成直流电，逆变单元连接在储能滤波单元与曳引电动机之间，抱闸电源连接在储能滤波单元与曳引制动器之间，控制器同时连接逆变单元和抱闸电源，控制器控制逆变单元的变频输出以控制曳引电动机的变频调速以及控制抱闸电源的电压输出以实现对曳引制动器的制动控制。本实用新型通过将抱闸电源集成到电梯驱动器中，从而缩小整个控制系统的体积，节省成本，减少接线。此外，由于整个电梯驱动器使用同一个控制器，相比现有技术省去了中间继电器和接触器环节，从而提高了整个系统的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种电梯驱动器的结构示意图；

图2是图1中的抱闸电源的结构示意图；

图3是本实用新型提供的一种抱闸电源的电路原理图；

图4是本实用新型提供的另一种抱闸电源的电路原理图。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对实用新型做进一步的阐述。

参照图1至图4，该电梯驱动器1连接在交流电网与曳引电动机100及曳引制动器200之间，用于将交流电转换成可供曳引电动机100和曳引制动器200 使用的电能且能够控制曳引电动机100的变频及曳引制动器200的制动。

该电梯驱动器1包括整流单元10、储能滤波单元20、逆变单元30、抱闸电源40、及控制器50。整流单元10连接在交流电网与储能滤波单元20之间，用于将交流电转换成直流电；逆变单元30连接在储能滤波单元20与曳引电动机100之间；抱闸电源40连接在储能滤波单元20与曳引制动器200之间；控制器50同时连接逆变单元30和抱闸电源40，控制器50控制逆变单元30的变频输出以控制曳引电动机100的变频以及控制抱闸电源40的电压输出以实现对曳引制动器200的制动控制。

其中，整流单元10用于将从交流电网接入的三相交流电RST如380V的交流电变换成直流电。储能滤波单元20用于对转换成的直流电进行稳压。控制器 50发出控制指令并采用矢量控制或者V/F控制算法调整逆变单元30中开关管的工作组合从而完成直流电到曳引电动机100的变频控制。此外，整流单元10 和储能滤波单元20可采用常用的三相桥式全波整流滤波电路。逆变单元30可选用常用的桥式逆变电路。由于整流单元10、储能滤波单元20、及逆变单元 30采用现有的电路结构，且本领域技术人员能够掌握并了解相关技术，故此处不再赘述。此外，抱闸电源40用于为曳引制动器200提供电源，控制器50控制抱闸电源40以调整抱闸电源40的输出电压从而控制曳引制动器200的制动。

该电梯驱动器1包括整流单元10、储能滤波单元20、逆变单元30、抱闸电源40、及控制器50，整流单元10连接在交流电网与储能滤波单元20之间，用于将交流电转换成直流电，逆变单元30连接在储能滤波单元20与曳引电动机100之间，抱闸电源40连接在储能滤波单元20与曳引制动器200之间，控制器50同时连接逆变单元30和抱闸电源40，控制器50控制逆变单元30的变频输出以控制曳引电动机100的变频调速以及控制抱闸电源40的电压输出以实现对曳引制动器200的制动制动。本实用新型通过将抱闸电源40集成到电梯驱动器1中，从而缩小整个控制系统的体积，节省成本，减少接线。此外，由于整个电梯驱动器1使用同一个控制器50，相比现有技术省去了中间继电器和接触器环节，从而提高了整个系统的安全性和可靠性。

优选地，抱闸电源40包括依次相连接的第一开关单元41、储能回路单元 42、第二开关单元44及续流单元45。抱闸电源40还包括连接在储能回路单元 42和控制器50之间的第一电压检测单元43。控制器50同时连接第一开关单元 41与第二开关单元44。第二开关单元44和续流单元45分别与曳引制动器200 电性连接。第一电压检测单元43用于检测储能回路单元42的输出电压，控制器50根据第一电压检测单元43检测到的输出电压控制第一开关单元41的通断以实现对抱闸电源40的输出电压的调节，控制器50通过控制第二开关单元44 的通断以实现对曳引制动器200的制动控制。续流单元45用于当曳引制动器 200抱闸时，释放曳引制动器200线圈中的能量。

具体地，在本实用新型实施例中，抱闸电源40跨接在储能滤波单元20之后的直流电的正负极之间，抱闸电源40对该直流电进行调整以转换成曳引制动器200所需的电压从而实现对曳引制动器200的制动控制。

抱闸电源40包括第一开关单元41和第二开关单元44，以及位于第一开关单元41和第二开关单元44之间的储能回路单元42。第一电压检测单元43用于检测储能回路单元42的输出电压，并将该输出电压反馈给控制器50以使控制器50根据第一电压检测单元43检测到的输出电压控制第一开关单元41的通断从而实现对抱闸电源40的输出电压的调节。第二开关单元44串接在第一开关单元41之后，通过接收控制器50的控制指令来控制是否输出电压给曳引制动器200。藉由第一开关单元41和第二开关单元44的设置，可以实现由两个独立的电气装置来切断制动器的电流以符合电梯安全规范。

优选地，抱闸电源40还包括用于检测第二开关单元44是否通断异常的第二电压检测单元46，第二电压检测单元46同时连接在第二开关单元44与控制器50之间以及第二开关单元44与续流单元45之间。

具体地，为了进一步提高该电梯驱动器1的安全控制，在本实用新型实施例中，该抱闸电源40还包括用于检测第二开关单元44是否通断异常第二电压检测单元46，该第二电压检测单元46连接在第二开关单元44与控制器50之间以及第二开关单元44与续流单元45之间。该第二电压检测单元46将检测的电压反馈给控制器50从而实现对第二开关单元44通断状态的检测。

优选地，第二电压检测单元46与第一电压检测单元43均为负反馈比例积分电路。

具体地，在本实用新型实施例中，第一电压检测单元43和第二电压检测单元46均为负反馈比例积分电路。

优选地，第一开关单元41为第一MOS管VT1，且第一MOS管VT1的漏极D连接直流电的正极，第一MOS管VT1的源极S连接储能回路单元42，第一MOS管VT1的栅极G连接控制器50的输出端，第二开关单元44为第二 MOS管VT2，第二MOS管VT2的漏极D连接储能回路单元42，第二MOS 管VT2的源极S连接续流单元45，第二MOS管VT2的栅极G连接控制器50 的输出端。

具体地，在本实用新型实施例中，第一开关单元41为第一MOS管VT1。该第一MOS管VT1的漏极D连接直流电的正极，第一MOS管VT1的源极S 连接储能回路单元42，第一MOS管VT1的栅极G连接控制器50的输出端，通过控制器50输出控制指令给第一MOS管VT1的栅极G以调节第一MOS管 VT1的通断比例(占空比)来控制供给给曳引制动器200的输出电压。参照图 3，在本实用新型实施例中，将直流电设置为U_in，将输出电压设置为U_out，将第一MOS管VT1的占空比设置为D,，则输出电压U_out＝U_in×D，可通过控制第一MOS管VT1的通断比例D来调整输出电压U_out的大小。其中，储能回路单元42用于调整并稳定该输出电压U_out。

在本实用新型实施例中，第二开关单元44为第二MOS管VT2。第二MOS 管VT2的漏极D连接储能回路单元42，第二MOS管VT2的源极S连接续流单元45，第二MOS管VT2的栅极G连接控制器50的输出端，通过控制器50 输出控制指令给第二MOS管VT2的栅极G以调节第二MOS管VT2的通断来控制是否将输出电压U_out供给给曳引制动器200。

可以理解地，第一开关单元41和第二开关单元44并不局限此，如第一开关单元41和第二开关单元44还可以为IGBT等，且第一开关单元41和第二开关单元44可以为相同器件也可以为不同器件，此处不作限定。

参照图3，储能回路单元42包括第一电感L1、第一二极管D1、及第一电容C1，且第一电感L1的一端连接第一MOS管VT1的源极S与第一二极管D1 的阴极，第一电感L1的另一端连接第二MOS管VT2的漏极D与第一电容C1 的一端，第一二极管D1的阳极连接直流电U_in的负极和第一电容C1的另一端。

具体地，在本实用新型实施例中，直流电U_in经过第一开关单元41对第一电感L1和曳引制动器200供电，并同时对第一电感L1充电。第一电感L1相当于一个恒流源，起传递能量作用.第一电容C1相当于恒压源，在电路里起到滤波的作用。第一电感L1中储存的能量可通过第一二极管D1形成回路并对曳引制动器200继续供电，从而保证了曳引制动器200获得连续的电流。

参照图4，在一些其他可行的实施例中，储能回路单元42可包括第二电感 L2、第二二极管D2、及第二电容C2，且第二电感L2的一端连接第一MOS管 VT1的源极S与第二二极管D2的阴极，第二电感L2的另一端连接直流电U_in的负极与第二电容C2的一端，第二二极管D2的阳极连接第二MOS管VT2的漏极D和第二电容C2的另一端。

藉由这种设置，由于第二二极管D2反接，直流电U_in经过第一开关单元 41之后电流无法流向曳引制动器200，直流电U_in为第二电感L2供电并对第二电感L2充电。第二电感L2充电通过由第二电容C2、第二二极管D2构成的回路释放电能以供给给曳引制动器200从而实现为曳引制动器200供电。

需要说明的是，图3中供给给曳引制动器200的输出电压U_out与直流电U_in方向相同，图4中供给给曳引制动器200的输出电压U_out与直流电U_in方向相反。

优选地，抱闸电源40还包括过电流保护单元47，过电流保护单元47连接在第一MOS管VT1的漏极D与直流电U_in的正极之间。

为了调高该电梯驱动器1的过电流保护，在本实用新型实施例中，抱闸电源40中还包括过电流保护单元47，且该过电流保护单元47连接在第一MOS 管VT1的漏极D和直流电U_in的正极之间。优选该过电流保护单元47为熔断丝。当电流过大，熔断丝的电阻产生的热量变大，当温度超过预设阈值后熔断丝熔断，进而保护电路。

再次参照图3，续流单元45包括第三二极管D3和第一电阻R1，第三二极管D3的阴极连接第二MOS管VT2的源极S，第三二极管D3的阳极连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接直流电U_in的负极。

具体地，当抱闸电源40的输出电压U_out供给给曳引制动器200后，曳引制动器200动作进行抱闸制动。为了及时释放曳引制动器200中线圈的能量，可通过续流单元45释放曳引制动器200中线圈的能量。在本实用新型实施例中，将续流单元45包括第三二极管D3和第一电阻R1，第三二极管D3的阴极连接第二MOS管VT2的源极S，第三二极管D3的阳极连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接直流电U_in的负极。当曳引制动器200抱闸制动时，曳引制动器200中的能量通过第一电阻R1和第三二极管D3形成回路以实现即时释放能量。

再次参照图4，续流单元45包括第四二极管D4和第二电阻R2，第四二极管D4的阳极连接第二MOS管VT2的源极S，第四二极管D4的阴极连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接直流电U_in的负极。

具体地，当抱闸电源40的输出电压U_out供给给曳引制动器200后，曳引制动器200动作进行抱闸制动。为了及时释放曳引制动器200中线圈的能量，可通过续流单元45释放曳引制动器200中线圈的能量。在本实用新型实施例中，将续流单元45包括第四二极管D4和第二电阻R2，第四二极管D4的阳极连接第二MOS管VT2的源极S，第四二极管D4的阴极连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接直流电U_in的负极。当曳引制动器200抱闸制动时，曳引制动器200中的能量通过第二电阻R2和第四二极管D4形成回路以实现即时释放能量。

以上所述仅为实用新型的优选实施例，而非对实用新型做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入实用新型的保护范围之内。