专利名称：轨道交通安全门的控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于自动化控制领域，特别涉及一种轨道交通安全门的控制器。
背景技术：
目前控制轨道交通的轨道交通安全门的构成主要有无刷直流电动机，控 制器，变速机构，传感器等构成的轨道交通安全门；由单相交流伺服电机，两 个控制器，两个变速机构，传感器等构成的轨道交通安全门；要由三相交流电 动机或三相变频电动机，控制器，减速机构，传感器等构成的轨道交通安全门； 还有近年来发展起来的单相或三相串接电磁制动电机，控制器，变速机构，传 感器等构成的轨道交通安全门；控制这些轨道交通的轨道交通安全门开关的方 法在使用过程中均存在一定的缺点1.有刷直流电动机和控制，由于换向器换 向火花等原因，电刷和换向器的接触电阻很大，电机整体电阻较大，容易发热， 维护成本高，可靠性低，不能用于轨道交通安全门的控制；2.用两个控制器控 制两个变速机构，系统复杂，维护成本高，可靠性低；3.三相交流电动机，控 制器，传感器等构成的轨道交通安全门，虽然有启动转矩小，启动电流大的优 点，但低速运行时系统效率低，不能满足轨道交通安全门的柔性启动和关闭， 特别是两个轨道交通安全门同时的柔性启动和关闭的要求；4.用单相或三相串 接电磁制动的电机，其体积大，不适合安装在轨道交通安全门体内的狭小空间。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种轨道交通安全门的控制器，它输出功率调整 方便，能保证两个轨道交通安全门的启动、定位准确，轨道交通安全门的开、 关易于控制，并且体积小，外型美观坚固。
实现本实用新型的技术方案是
轨道交通安全门的控制器，包括传感器、中央控制器和电机，调节信号输入的中央控制器的P丽A输出端与一个DC/AC转换器输入端连接，带减速器的直 流无刷电机C的三相分别与一个DC/AC转换器的三组晶体管连接，直流无刷电 机C的输出端分别连接轨道交通安全门和位置传感器A，轨道交通安全门的输入 和输出信号与中央控制器的输入端连接；调节信号输入的中央控制器的PWMB输 出端与另一个DC/AC转换器输入端连接，带减速器的直流无刷电机D的三相分 别与一个DC/AC转换器的三组晶体管连接，直流无刷电机D的输出端分别连接 轨道交通安全门和位置传感器B，站台手动操作装置通过电连接与中央控制器的 输入端连接；外部电源输入通过AC/DC转换器为控制器提供直流电源，所述的 直流无刷电动机釆用霍尔传感器作为电机的换相检测。直流电源正极与后级电 源之间串联冲击电流保护电路(保护电路由二极管和热敏电阻构成)，AC/DC转 换器的正、负级经过保护电路和滤波处理后分别与两个DC/AC转换器的输入端 连接，通讯单元(通讯单元是一种协议处理部件)与中央控制器通过CAN通讯 接口连接。
本实用新型的有益效果如下
一、 采用一个中央控制器同时控制两个轨道交通安全门，所述两个门同时 启动、同时关闭，因此有轨道交通安全门定位准确，易于控制的优点。
二、 采用的直流无刷电动机输出的转矩、转速只与控制电压有关，保证控 制轨道交通安全门的直流无刷电动机输出的力矩、转速。
三、 采用了直流无刷永磁电动机，由于永磁转子上的永磁材料磁能积大， 在同样功率输出情况下，体积较小，所耗功率也较小。直流无刷电动机的转子
为高性能钕铁硼-兹体、无齿槽和无框结构，可以产生超大力矩和超平滑的运动， 无力矩紋波。
四、 本轨道交通安全门采用的直流无刷永磁电动机，其转子磁极为隐极式 的电机，转子比较容易制造，因此有制造成本低的优点。
五、 采用的带减速器的电机，体积小，外型美观坚固，完全适合门体结构。 本实用新型结构筒单，体积小，输出功率易于调整，调节方便，能够满足
自动化精度控制的要求。
图l是本实用新型的方框图2是本实用新型的电路原理以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
参见图1和图2，调节信号输入的中央控制器的PWMA输出端与一个DC/AC 转换器输入端连接，带减速器的直流无刷电机C的三相分别与一个DC/AC转换 器的三组晶体管连接，直流无刷电机C的输出端分别连接轨道交通安全门和位 置传感器A,轨道交通安全门的输入和输出信号与中央控制器的输入端连接；调 节信号输入的中央控制器的PWMB输出端与另一个DC/AC转换器输入端连接，带 减速器的直流无刷电机D的三相分别与一个DC/AC转换器的三组晶体管连接， 直流无刷电机D的输出端分别连接轨道交通安全门和位置传感器B,站台手动操 作装置通过电连接与中央控制器的输入端连接。直流无刷电机根据中央控制器 指令正转或反转，带减速机构的直流无刷电机输出所需的速度力矩，连接在直流 无刷电机上的位置传感器将轨道交通安全门的输出位置信号反馈给中央控制 器，中央控制器调节控制轨道交通安全门的开启和关闭。外部电源输入通过 AC/DC转换器为控制器提供直流电源，直流电源正极与后级电源之间串联冲击电 流保护电路(保护电路由二极管和热敏电阻构成)，AC/DC转换器的正、负级经 过保护电路和滤波处理后分别与两个DC/AC转换器的输入端连接，通讯单元(通 讯单元是一种协议处理部件)与中央控制器通过CAN通讯接口连接。
本实用新型釆用了直流无刷电动机，其换向检测元件采用霍尔元件，直流 无刷电动机采用了隐极式永磁转子，转子磁极对数为4P或6P。
工作时，按下操作按钮，信号输入经光电隔离和逻辑转换处理后，送入中央 控制器，同时连接在直流无刷电机上的位置传感器反馈输出信号与输入信号比 较送出PWMA或P丽B (脉冲宽度调制)控制信号，驱动DC/AC换流器A或B (换流 器A控制电机A，换流器B控制电机B)的功率晶体管开关频率及换相的次序， 控制直流无刷电动机的转速和力矩，直流无刷电动机自带的减速器输出所需的力矩和速度。
直流无刷电机需要三相控制电源，因此控制部分依具需求转换输入电源的
频率。电源部分采用交流电输入(220V/380 V),先经AC/DC转换器(converter) 转成直流；再转入电机线圈前又将直流电压由晶体管组成的DA/AC转换器 (inverter)变换成三相电压来驱动电机。DC/AC转换器(inverter)—般由6个功 率晶体管(Q1 Q6)分为上臂(Q1、 Q3、 Q5)和下臂(Q2、 Q4、 Q6)连接电机作为控 制流经电机线圈的通断开关。中央控制器提供的P丽(脉冲宽度调制)信号决定功 率晶体管开关频度及换流器(inverter)换相的次序。为了使直流无刷电机使用 时在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制，电机内 部设置能检测磁场的霍尔传感器(hall-sensor),作为速度闭环反馈，同时也作 为了相序控制的依据。用来作为调节速度并用作精确定位控制，传感器输出轨 道交通安全门到位控制信号和障碍物检测信号。
直流电机的转动，首先中央控制器根据电机内部霍尔传感器检测到的电机 转子目前所在位置，然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器(inverter)中 功率晶体管的顺序，使电流依序流经电机线圈产生顺向(或逆向)旋转磁场，并 与转子的磁铁相互作用，如此就能使电机顺时/逆时转动。当电机转子转动到电 机内部霍尔传感器感应出另一组信号的位置时，控制部再开启下一组功率晶体 管，如此循环，电机可以依同一方向继续转动直到控制部分需要电机转子停止 则关闭功率晶体管(或只开下臂功率晶体管)；同理，需要电机转子反向则功率 晶体管开启顺序相反。
当电机转动以后，中央控制器CPU会再根据输入信号与电机内部霍尔传感 器信号变化的速度加以比对(或由软件运算)再来决定由下一组(Q1、 Q4或Ql、 Q6或Q3、 Q6或......)开关导通，以及导通时间长短。速度不够则开关导通长，
速度过头则开关导通短，此部份工作就由P麵A、 PWMB来完成。P丽A、 PWMB是决 定电机转速快或慢的方式，中央控制器CPU产生精确的P觀A、 PWMB来达到较精 准速度控制的目的。输入信号与连接在直流无刷电机上的位置传感器反馈输出 信号决定CPU控制输出PWMA、 PWMB的开启顺序，从而控制电机的正反转和停止。带减速器的直流无刷电机的运行通过驱动机构带动轨道交通安全门运行。 中央控制器通过直流无刷电机和位置传感器的信号，实时精确控制轨道交通安 全门门体的运行，实现轨道交通安全门的柔性关闭和柔性关闭。
通讯单元与中央控制器通过CAN通讯接口连接。通过通讯单元，实现轨道 交通安全门监视、控制功能，故障报警、数据采集与管理功能；以及轨道交通 安全门系统的测试、自诊断和远程维护功能；实现通过网络读取轨道交通安全 门运行速度曲线、重关门延迟时间和重关门次数等参数的功能；实现重新设置 轨道交通安全门的上述参数，以便调整活动门的开关速度、时间等数据的功能。
本装置运行有自动和手动两种工况在自动工况，轨道交通安全门的运行 由通讯单元或数字信号(开关量)控制，实时跟踪位置信号；在手动工况，轨 道交通安全门的运行由站台操作装置输入信号，控制过程同上所述。
本实施例所述中央控制器采用XC164型号的中央控制器。
凡具有CAN控制模块、多个定时器、2个步骤比较器的中央控制器，均可以 作为本实用新型所述中央控制器。
权利要求1.一种轨道交通安全门的控制器，包括传感器、中央控制器和电机，其特征在于调节信号输入的中央控制器CPU的PWMA输出端与一个DC/AC转换器输入端连接，带减速器的直流无刷电机C的三相分别与一个DC/AC转换器的三组晶体管连接，直流无刷电机C的输出端分别连接轨道交通安全门和位置传感器A，轨道交通安全门的输入和输出信号与中央控制器的输入端连接；调节信号输入的中央控制器的PWMB输出端与另一个DC/AC转换器输入端连接，带减速器的直流无刷电机D的三相分别与一个DC/AC转换器的三组晶体管连接，直流无刷电机D的输出端分别连接轨道交通安全门和位置传感器B，站台手动操作装置通过电连接与中央控制器的输入端连接，外部电源输入通过AC/DC转换器为控制器提供直流电源，所述的直流无刷电动机采用霍尔传感器作为电机的换相检测。
2. 根据权利要求1所述的轨道交通安全门的控制器，其特征在于所述直 流电源正极与后级电源之间串联冲击电流保护电路，AC/DC转换器的正、负级经 过保护电路和滤波处理后分别与两个DC/AC转换器的输入端连接，通讯单元与 中央控制器通过CAN通讯接口连接。
3. 根据权利要求1所述的轨道交通安全门的控制器，其特征在于所述AC/DC 转换器为控制器提供直流电源，直流电源正极与后级电源之间串联冲击电流保 护电路。
4. 根据权利要求1所述的轨道交通安全门的控制器，其特征在于所述的 位置传感器采用的是霍尔传感器反馈。
5. 根据权利要求1所述的轨道交通安全门的控制器，其特征在于所述的 直流无刷电动机为隐极式永磁转子，转子磁极对数为4P或6P。
专利摘要本实用新型涉及一种轨道交通安全门的控制器，调节信号输入的中央控制器CPU的PWMA、PWMB输出端与DC/AC转换器输入端连接，带减速器的直流无刷电机C、D的三相分别与DC/AC转换器的三组晶体管连接，电机C、D的输出端分别连接轨道交通安全门和位置传感器A、B，轨道交通安全门的输入和输出信号与中央控制器的输入端连接；站台手动操作装置与中央控制器的输入端连接；外部电源输入通过AC/DC转换器为控制器提供直流电源，通讯单元与中央控制器连接，直流无刷电动机采用霍尔传感器作为电机的换相检测。本实用新型输出功率调整方便，能保证两个轨道交通安全门的启动、定位准确，安全门的开、关易于控制，并且体积小，外型美观坚固。
文档编号G05B19/04GK201383084SQ20092012670
公开日2010年1月13日 申请日期2009年3月19日 优先权日2009年3月19日
发明者刘作林, 乾 马, 黄中全 申请人:重庆川仪自动化股份有限公司