专利名称：一种提高电动吊篮工作平台平衡性的电气系统的制作方法
技术领域：
本实用新型应用于建筑机械及电机控制领域，能精确控制现有高处作业电动吊篮 左、右提升机电机的转速，从而提高电动吊篮工作平台的平衡性和安全系数，对于减少事故 和人身伤亡有着重大意义，属于电气自动化中吊篮工作平台平衡性控制的领域。
背景技术：
吊篮提升机在施工过程中的大小事故频发。据不完全统计，近几年，建筑市场上每 年由吊篮引发的大小事故有近百起，其中有一部分是因为吊篮左、右提升机电机转速不完 全同步而导致工作平台倾斜造成，这些事故不仅会造成人员伤亡，同时也有很严重和恶劣 的经济损失和社会影响。分析事故原因，是因为现有提升机用三相电机和单相电机均采用了交流感应电 机，，通过改进提升机用电机及控制系统，提高其智能化程度，从而全方位提高吊篮的安全 系数，对于减少事故和人身伤亡有着重大意义。而这种电机最主要的缺点是，当左右两个电机的负载不一致时，会出现转速差差 别不一致的情况，如果在吊篮上升或下降时不注意人工及时调整的话，吊篮工作平台将出 现倾斜，最终导致人或物料的坠落。为防止提升机倾斜产生物料坠落等事故，很多生产厂商和研究者给出了各式各样 的解决方案，大体上可以分为以下几类(1)采用托板做支撑，转轴做固定，降低物料坠落的可能性；(2)增加额外的调平及吊索检测电路，解决高空作业过程中平台的自动调平问题；(3)提高钢丝绳及咬合装置的牢固程度，减小断绳及连接装置的故障程度；(4)在所要停靠楼层相对应的井架上安装磁控开关，并在吊篮上安装磁体，通过磁 控开关的控制信号将吊篮吸引过来，提高吊篮停靠位置的准确性，防止吊篮坠落。以上的解决方案在不同程度上降低了事故发生率，但我们不难看出他们的共同 点这些方案都是针对交流异步电机的应用缺陷提供外在的电路和安全系数更高的其他设 备装置，降低使用过程中的危险系数，如方案1、3和4，是通过保护装置和高质量的钢丝绳 来接住已经形成倾斜导致的坠落的物料，因此，这些方案只是事故发生之后的补救措施，降 低事故的恶劣影响，并不能解决因转速差带来的提升机倾斜的问题。而方案2采用了调平电路，即当提升机不能水平时，通过外在电路的调节和控制 给出反馈信号，控制电机转动，使平台重新形成水平状态，降低事故率，但该方法的缺陷在 于其系统过于复杂，反馈信号传递给电机会有一定的延时，再经过电机的调整，并不能从根 本上解决因电机转速差导致的物料坠落事故。总而言之，以上方案均是在对交流感应电机 在提升机上的应用缺陷提供的补丁解决方案，没有根本解决问题。
实用新型内容技术问题本实用新型针对吊篮提升机在运行过程中因左右电机转速差而导致工作平台倾斜的安全隐患提出了一个根本的解决方案，能精确控制电动吊篮左、右提升机电 机的转速，使左、右电机达到完全同步，从而避免了电动吊篮在运行过程中因工作平台倾斜 导致的人或物料坠落的事故隐患。技术方案本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案本实用新型一种提高电动吊篮工作平台平衡性的电气系统，其特征在于所述电 气系统包括结构相同的左、右吊篮提升机和第一、第二磁阻电机控制器以及上升开关BTA、 下降开关FTA和停止开关QA，其中左吊篮提升机采用带有传动装置与刹车装置的左开关磁 阻电机，左开关磁阻电机通过位置线、电源线与第一磁阻电机控制器相连，第一、第二磁阻 电机控制器之间通过通讯线相连；供电电源线通过进线开关与柜内电源线相连，分别共给 第一、第二磁阻电机控制器供电，上升开关BTA、下降开关FTA和停止开关QA通过接线端子 分别接入到第一、第二磁阻电机控制器的开关量输入端。有益效果本实用新型能精确控制电动吊篮左、右提升机电机的转速，使左、右电 机达到完全同步，从而避免了电动吊篮在运行过程中因工作平台倾斜导致的人或物料坠落 的事故隐患，具有同步准确、运行稳定、控制精确、安全可靠等优点。
图1是本实用新型吊篮平衡系统应用结构示意图。图2是本实用新型开关磁阻电动机制器内部具体电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。如图1所示一种提高电动吊篮工作平台平衡性的电气系统，其特征在于所述电 气系统包括结构相同的左、右吊篮提升机和第一、第二磁阻电机控制器1、2以及上升开关 BTA、下降开关FTA和停止开关QA，其中左吊篮提升机采用带有传动装置与刹车装置的左开 关磁阻电机4，左开关磁阻电机4通过位置线、电源线与第一磁阻电机控制器1相连，第一、 第二磁阻电机控制器1、2之间通过通讯线相连；供电电源线通过进线开关与柜内电源线相 连，分别共给第一、第二磁阻电机控制器1、2供电，上升开关BTA、下降开关FTA和停止开关 QA通过接线端子分别接入到第一、第二磁阻电机控制器1、2的开关量输入端。如图2所示，所述第一、第二磁阻电机控制器1、2都包括处理器11、电源12、通讯 接口 13、功率变换器14、电流采样电路15、位置采样电路16、开关量输入电路17和开关量 输出电路18，其中处理器11接收从位置采样电路16输出的信号，通过模拟信号总线接收电 流采样电路15输出的信号，通过数字信号总线与开关量输入电路17相连，通过控制总线与 开关量输出电路18相连，通过驱动总线与功率变换器14相连，并通过通讯总线与通讯接口 13相连；电源12为处理器11、通讯接口 13、电流采样电路15、位置采样电路16、开关量输 入电路17和开关量输出电路18提供所需的直流电；外接电源通过功率变换器14的转换， 供给磁阻电机。所述电源12为交流_直流开关电源模块。所述电流采样电路15由电流互感器152和滤波电路151组成，并分别通过模拟信 号总线与处理器11相连。[0023]所述开关量输出电路18由继电器ZJ1 181、继电器ZJ2 182组成，并分别通过控制 总线与处理器11相连。所述开关量输入电路17由三个光耦171、172、173组成，并分别通过数字信号总线 与处理器11相连。某施工现场采用吊篮提升机，其左右提升电机分别为开关磁阻电机Ml和M2，分别 受控于磁阻电机控制器1和2，外部供电电源通过进线开关分别接入2个磁阻电机控制器， 控制器和电机之间连接电源线路和位置线，上升、下降、和停止开关按图示方式连接，每台 磁阻电机配有传动装置、刹车装置，与缆绳和工作平台一起构成一套完整的高精度吊篮提 升机。提升机启动上升时，按下上升开关BTA，32位CPU处理器11通过开关量输入电路 17检测到上升信号，便驱动控制总线使得开关量输出电路18作出相应动作，控制磁阻电机 将工作平台向上提升。由于上升信号对两台电机控制器同时有效，因此两台电机同步运行， 工作平台稳定上升，整个吊篮系统处于正常上升状态。此时，32位CPU处理器11通过电流 采样电路15获得电动机运行时反馈回来的定子绕组相电流的大小，并通过位置采样电路 16获得转子极与定子极之间的相对位置，从而利用驱动总线控制功率变换器14，调节整流 电路的输出直流电压值以及功率变换电路的开关管导通角和关断角的大小，进而控制开关 磁阻电动机定子上的相绕组的电流导通顺序与大小，最终精确控制开关磁阻电动机的电磁 转矩、转速与转向。两台开关磁阻控制器之间通过通讯接口相连，互相传送同步信息，完成 两台开关磁阻电机的精确同步。每个控制器中的CPU都会把实际测量到的位置和电流信息与通过通讯接口接收 到的另外一台电机的位置和电流信息相比较，若两台电机运行完全平衡，则信息比较的结 果是无差异的；若两台电机出现了转速和位置上的不同步，则比较结果就存在差异。根据比 较结果，控制器合成得出准确的控制信息重新给到电机中去，来消除两台电机之间的差异， 从而实现两台电机之间的精确同步。这样，吊篮系统不仅能够稳定的运转，同时也具有了智 能化的自调节功能，使得左右电机运转高度一致，运行可靠，避免事故发生。同理，若需要吊 篮提升机下降，则需要按下下降开关FTA，工作原理与上述上升过程一致。在运行的过程中 若需要停止吊篮，只需按下停止开关QA。综上所述，本实用新型利用两个开关磁阻电机控制器分别控制吊篮升降机的两个 电极，并且两个控制器之间能够进行通讯，交互同步信息。处理器把实际测量到的位置和电 流信息与通过通讯接口接收到的另外一台电机的位置和电流信息相比较，合成得出准确的 控制信息重新给到电机中去，来消除两台电机之间的差异，从而精确控制电动吊篮左、右提 升机电机的转速，使左、右电机达到完全同步，从而避免了电动吊篮在运行过程中因工作平 台倾斜导致的人或物料坠落的事故隐患，具有同步准确、运行稳定、控制精确、安全可靠等 优点。以上借助较佳实施例描述了本实用新型的具体实施方式
，但是应该理解的是，前 述具体的描述不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在 阅读本说明书后对上述实施例作出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。
权利要求一种提高电动吊篮工作平台平衡性的电气系统，其特征在于所述电气系统包括结构相同的左、右吊篮提升机和第一、第二磁阻电机控制器(1、2)以及上升开关BTA、下降开关FTA和停止开关QA，其中左吊篮提升机采用带有传动装置与刹车装置的左开关磁阻电机(4)，左开关磁阻电机(4)通过位置线、电源线与第一磁阻电机控制器(1)相连，第一、第二磁阻电机控制器(1、2)之间通过通讯线相连；供电电源线通过进线开关与柜内电源线相连，分别共给第一、第二磁阻电机控制器(1、2)供电，上升开关BTA、下降开关FTA和停止开关QA通过接线端子分别接入到第一、第二磁阻电机控制器(1、2)的开关量输入端。
2.根据权利要求1中所述提高电动吊篮工作平台平衡性的电气系统，其特征在于所 述第一、第二磁阻电机控制器(1、2)都包括处理器(11)、电源(12)、通讯接口(13)、功率变 换器(14)、电流采样电路(15)、位置采样电路(16)、开关量输入电路(17)和开关量输出电 路(18)，其中处理器(11)接收从位置采样电路(16)输出的信号，通过模拟信号总线接收电 流采样电路(15)输出的信号，通过数字信号总线与开关量输入电路(17)相连，通过控制总 线与开关量输出电路(18)相连，通过驱动总线与功率变换器(14)相连，并通过通讯总线与 通讯接口(13)相连；电源(12)为处理器(11)、通讯接口(13)、电流采样电路(15)、位置采 样电路(16)、开关量输入电路(17)和开关量输出电路(18)提供所需的直流电；外接电源 通过功率变换器(14)的转换，供给磁阻电机。
3.根据权利要求2中所述提高电动吊篮工作平台平衡性的电气系统，其特征在于所 述电源(12)为交流_直流开关电源模块。
4.根据权利要求1中所述提高电动吊篮工作平台平衡性的电气系统，其特征在于所 述电流采样电路(15)由电流互感器(152)和滤波电路(151)组成，并分别通过模拟信号总 线与处理器(11)相连。
5.根据权利要求2中所述提高电动吊篮工作平台平衡性的电气系统，其特征在于所 述开关量输出电路(18)由继电器ZJ1(181)、继电器ZJ2(182)组成，并分别通过控制总线与 处理器(11)相连。
6.根据权利要求2中所述提高电动吊篮工作平台平衡性的电气系统，其特征在于所 述开关量输入电路(17)由三个光耦(171、172、173)组成，并分别通过数字信号总线与处理 器(11)相连。
专利摘要本实用新型公布了一种提高电动吊篮工作平台平衡性的电气系统，包括结构相同的左、右吊篮提升机和第一、第二磁阻电机控制器以及上升开关BTA、下降开关FTA和停止开关QA，其中左吊篮提升机采用带有传动装置与刹车装置的左开关磁阻电机，左开关磁阻电机通过位置线、电源线与第一磁阻电机控制器相连，第一、第二磁阻电机控制器之间通过通讯线相连；供电电源线通过进线开关与柜内电源线相连，分别共给第一、第二磁阻电机控制器供电，上升开关BTA、下降开关FTA和停止开关QA通过接线端子分别接入到第一、第二磁阻电机控制器的开关量输入端。本实用新型同步准确、运行稳定、控制精确、安全可靠。
文档编号B66C13/30GK201614239SQ200920284819
公开日2010年10月27日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者于阳, 冯朔, 刁龙, 宋慧滨, 时龙兴, 钟锐, 陆生礼 申请人:东南大学