永磁同步电机电容延时封星回路及封星方法
【专利摘要】本发明公开了一种永磁同步电机电容延时封星回路及封星方法，封星回路包括控制器和整流桥，所述控制器的控制端与动力输出电路相连，所述控制器的输出端依次与第一输出接触器、第一封星接触器和交流电源相连，所述整流桥输入端分别与交流电源和控制器的输出端相连，输出端与封星接触器相连，所述封星接触器两端并联有相互串联的电阻和电容；封星方法是在正常停车时，第一输出接触器的线圈失电，输出触点断开，整流桥失电无输出，封星接触器的线圈受到电容放电作用维持放电时间后再失电；本发明通过电容的充放电过程，给电梯控制柜内封星接触器延时，即使在电梯运行时突然停电这种状态，也能很好的起到延时作用，从而保护接触器、变频器或曳引机。
【专利说明】永磁同步电机电容延时封星回路及封星方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电梯安全【技术领域】，特别是涉及一种永磁同步电机电容延时封星方法及封星回路。
【背景技术】
[0002]近年来，电梯领域有一电机新锐——永磁同步电机做成的永磁同步曳引机,它的低速大扭矩特点使其刚一问世就得到迅猛发展。根据永磁同步电机的短路发电机特性，可在电梯停梯时电气线路把电极线圈短路，运行前再先断开短截回路，可以使电机在抱闸失灵而电梯溜车时，始终处于很低的速度，不会因越溜越快而造成事故。
[0003]根据永磁同步电机的短路发电机特性，很多电梯厂利用这一特性在输出接触器上增加常闭辅助触点，在曳引机断电时短路永磁同步电机三相绕组(俗称封星)，起到电梯超速或紧急手动松闸溜车救援时制动作用，使电梯轿厢限制在同步低转速下移动。
[0004]这种电气设计的优点是毋庸置疑的，但是在电梯高速满载的情况下运行突然断电，这种设计给永磁同步无齿轮曳引机所带来的风险也是巨大的。
[0005]第一，如果接触器动作时两个接触器同步不好，即短接的接触器或辅助触点还未断(由于电梯停车时，曳引机内的能量还较大，这时短接接触器闭合会有拉弧，或平时检修时停车也会拉弧，造成电梯起动时，短接接触器触点断开时有很短时间的延迟)，输出接触器就闭合上了，直接导致把变频器输出短路，造成变频器的损坏。
[0006]第二，封星接触器在电梯停车时如果马上上去短路电机绕组，这时绕组上的能量还很高，会造成封星接触器触点拉弧，运行频繁，接触器触点也会拉弧损坏。以上两种情况使永磁马达电梯封星接触器的损坏率相当高。
[0007]目前在电梯领域，电梯控制系统常用的封星方法有四种:
[0008]如图1所示，以主接触器KMl的辅助触点来实现封星，其特点是成本低，控制简单。风险有两个，一是主接触器KMl主触点和辅助触点同时动作，辅助触点的动作稍超前主触点，就有可能导致变频器短路；二是接触器的辅助触点容量不足以通过短路溜车时的电流，可能使触点在动断时损坏。
[0009]如图2所示，以永磁曳引机专用的接触器KMl来实现封星，接触器KMl自身的主触点有两组，一组作为主触点来控制变频器输出(通常是常开点)，另一组自带常闭触点功能实现封星，接触器的机械结构能保证两组触点不会同时闭合，同时能保证常闭触点断开后延时接通常开触点，常开触点断开后接通常闭触点，此方法可靠性较高。但仍无法解决瞬间断电时的短接问题。如遇停电等意外情况难以保证两个接触器同时断开，导致曳引机带速短路。
[0010]如图3所示，使用一个封星接触器KM2来实现封星，由电梯控制主板或者时序控制板来控制两个接触器的时序关系。电梯正常运行过程能保证不出现安全事故，如遇停电等意外情况难以保证两个接触器同时断开，导致曳引机带速短路。
[0011]如图4所示，使用封星接触器KM2来封星，主接触器KMl是专用接触器，其失电后主触点立即断开，其辅助触点延时动作断开KM2，实现延时封星的功能。
[0012]上述四种曳引机“封星”方法的目的，都是为了增加电梯运行安全，简单的说就是利用同步曳引机封星的特性，在电梯抱闸不起作用或抱不死而导致溜车时，可以使电梯曳引机处于发电制动状态，使电梯即使溜车也是很慢的速度(小于0.25米/秒)，不会伤及轿厢内的人员；
[0013]但是同时都没能很好解决如下隐患:
[0014](I)在变频器有输出的情况下封星都会对变频器造成短路，有可能会损坏变频器；
[0015](2)在曳引机带速的情况下封星都会对电机造成冲击，导致电机永磁体有失磁、绝缘损坏、定子结构变形、磁钢失磁或脱落等风险，甚至控制柜有着火引起机房火灾的风险。(比如，电梯由于安全回路原因导致急停时，这在电梯的使用运行期内会经常碰到，轿内人员在电梯高速运行时扒门，撞门，电梯门刀擦碰门球等，都会导致电梯高速运行时急停而对电机造成冲击)按一台6.7kw的曳引机、梯速为lm/s为例,如果检修速度为0.3m/s,则0.3m/s速度时瞬间短路绕组的电流可达50A，是额定电流的3.5倍。如果一台17kw的曳引机、梯速为2.5m/s，在额定速度下出现了封星情况，即刻“封星”短路时的短路电流可达530A，是额定电流的14倍。线路故障、接触器故障、安全回路动作、停电、误操作，都有可能导致带速封星的可能。
【发明内容】
[0016]本发明的目的是提供一种永磁同步电机电容延时封星回路，能够在任何情况下都能够起到延时作用，从而保护接触器、变频器或曳引机。
[0017]为解决上述技术问题，本发明包括控制器和整流桥，所述控制器的控制端与动力输出电路相连，所述控制器的输出端依次与第一输出接触器、第一封星接触器和交流电源相连，所述整流桥输入端分别与交流电源和控制器的输出端相连，输出端与封星接触器相连，所述封星接触器两端并联有相互串联的电阻和电容。
[0018]作为本发明的一种优选方案，所述动力输出电路包括相互连接的第二输出接触器和电机，所述第二输出接触器和电机之间还设有第二封星接触器。
[0019]作为本发明的一种优选方案，所述第二封星接触器为直流常闭型接触器。
[0020]作为本发明的一种优选方案，所述封星接触器两端还并联有吸收二极管。
[0021]为解决上述技术问题，本发明还提供一种上述的永磁同步电机同步电容延时封星回路的封星方法，在正常停车时，第一输出接触器的线圈失电，输出触点断开，整流桥失电无输出，封星接触器的线圈受到电容放电作用维持放电时间后再失电。
[0022]作为本发明的一种优选方案，在正常停车前还包括交流电源通过整流桥为电容充电的步骤。
[0023]作为本发明的一种优选方案，所述放电时间根据电容的容值和电阻的阻值确定。
[0024]本发明的技术效果在于通过电容的充放电过程，给电梯封星接触器延时，即使在电梯运行时突然停电这种状态，由于封星接触器由于电容放电的缘故，会延时大约2秒闭合，这段时间内，曳引机线圈的能量会下降很多，很好的起到延时保护作用，从而保护接触器或变频器。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]下面结合附图和优选实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0026]图1是现有技术中第一种封星方法的电路图；
[0027]图2是现有技术中第二种封星方法的电路图；
[0028]图3是现有技术中第三种封星方法的电路图；
[0029]图4是现有技术中第四种封星方法的电路图；
[0030]图5是本发明中封星控制电路的电路图；
[0031]图6是本发明中动力输出电路的电路图。
【具体实施方式】
[0032]如图5所示，本发明的永磁同步电机电容延时封星回路，包括控制器和整流桥，所述控制器的控制端与动力输出电路相连，所述控制器的输出端依次与第一输出接触器、第一封星接触器和交流电源相连，所述整流桥输入端分别与交流电源和控制器的输出端相连，输出端与封星接触器相连，所述封星接触器两端并联有相互串联的电阻和电容，所述封星接触器两端还并联有吸收二极管。
[0033]如图6所示，所述动力输出电路包括相互连接的第二输出接触器和电机，所述第二输出接触器和电机之间还设有第二封星接触器。其中，第二封星接触器是直流常闭型接触器，主触点常闭，通电后断开。其原理与传统的动力输出回路相似，都是在输出接触器断开后，第二封星接触器闭合，把永磁同步电机绕组三相短接，起到电梯超速或紧急手动松闸溜车救援时制动作用，使电梯轿厢限制在同步低转速下移动的作用。
[0034]传统的封星回路中，输出接触器断开和封星接触器闭合几乎同时动作。封星接触器在电梯停车时马上上去短路电机绕组，在曳引机带速的情况下封星都会对电机造成冲击，导致电机永磁体有失磁、绝缘损坏、定子结构变形、磁钢失磁或脱落等风险。
[0035]本发明通过延时电容进行控制，在电机停车后，延时I一2秒左右才进行失电闭口 ο
[0036]本发明的电容延时工作步骤如下:如图5所示，当微机板控制器的输出端子Yl进行输出时，交流电源ACllOV先加在整流桥输入端，使整流桥有直流电给封星接触器SW2线圈,封星触点断开，同时直流电源通过电阻R给电解电容C充电。
[0037]封星接触器SW2得电后，常开触点13和14闭合，使输出接触器SW闭合，变频器输出给主机，电梯正常工作。
[0038]在正常停车时，输出端子Yl断开，输出接触器SW线圈失电，输出触点断开。整流桥也失电无直流输出。
[0039]但此时封星接触器SW2的线圈受电解电容C的放电作用，还将维持一个放电时间才失电，所以，封星接触器SW2和输出接触器SW在失电时总会有1-2秒的延时，延时时间受电解电容C的容量和放电电阻R的电阻值确定，只需调整这两个参数，就能得到想要的延时时间。
[0040]如果在电梯高速运行时电梯失电，封星接触器SW2同样会如上述一样延时，所以起到了保护接触器、变频器和曳引机的作用。然而在快速运行时突然停电这种状态发生时，传统的通过延时继电器或软件控制来实现延时是毫无作用的。
[0041]通过本发明的电容充放电过程，给电梯封星接触器延时，即使在电梯运行时突然停电这种状态，也能很好的起到延时作用，避免在曳引机带速的情况下封星都会对电机造成冲击，导致电机永磁体有失磁、绝缘损坏、定子结构变形、磁钢失磁或脱落等风险，从而保护接触器或永磁同步曳引机。
[0042]以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【权利要求】
1.永磁同步电机电容延时封星回路，包括控制器和整流桥，所述控制器的控制端与动力输出电路相连，其特征在于，所述控制器的输出端依次与第一输出接触器、第一封星接触器和交流电源相连，所述整流桥输入端分别与交流电源和控制器的输出端相连，输出端与封星接触器相连，所述封星接触器两端并联有相互串联的电阻和电容。
2.如权利要求1所述的永磁同步电机电容延时封星回路，其特征在于，所述动力输出电路包括相互连接的第二输出接触器和电机，所述第二输出接触器和电机之间还设有第二封星接触器。
3.如权利要求2所述的永磁同步电机电容延时封星回路，其特征在于，所述第二封星接触器为直流常闭型接触器。
4.如权利要求1所述的永磁同步电机电容延时封星回路，其特征在于，所述封星接触器两端还并联有吸收二极管。
5.使用如权利要求1-4中任一权利要求所述的永磁同步电机同步电容延时封星回路的封星方法，其特征在于，在正常停车时，第一输出接触器的线圈失电，输出触点断开，整流桥失电无输出，封星接触器的线圈受到电容放电作用维持放电时间后再失电。
6.如权利要求5所述的封星方法，其特征在于，在正常停车前还包括交流电源通过整流桥为电容充电的步骤。
7.如权利要求5所述的封星方法，其特征在于，所述放电时间根据电容的容值和电阻的阻值确定。
【文档编号】H02H7/09GK104348137SQ201310312498
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】沈惠杰, 沈开, 黄斌, 陈德运 申请人:上海盖普电梯有限公司