专利名称：卷帘门匀速下行的直流电机控制装置及方法
技术领域：
本发明涉及驱动巻帘门上下行的直流电机，特别涉及一种可使巻 帘门匀速下行的直流电机控制装置与方法。
背景技术：
巻帘门由于其安全性能高、占用空间小的优势，如今应用在越来 越广泛的领域，现在的巻帘门一般使用直流电机进行驱动，其电路连
接如图1所示，直流电机1 (M)通过控制器2与电源相连，由控制 器2控制直流电机1的启动与否，并为其加载不同方向的电源电压， 再由直流电机1拖动巻帘门上端的转轴作不同方向的转动，使巻帘门 进行上行或下行动作。
当巻帘门进行上行动作时，由于直流电机1两端的电压变化不 大，因此拖动转轴的速度较为稳定，使得巻帘门在上行时可基本保持 匀速平稳状态；然而，当巻帘门下行时，转轴将巻帘门慢慢放下，随 着巻帘门的门板下行部分越多，其重心由转轴中心渐渐下移，受到的 重力慢慢增大，因此带动转轴越转越快，同时，其重力势能还通过转 轴的转动转化为电能提供给直流电机1,此时直流电机1就相当于发 电机，其两端的电压迅速增加(可由正常状态下的24V增加到63V以 上，与门体机构大小等因素有关)，驱动转轴快速转动而放下巻帘门， 使得巻帘门的下行速度由于加速度的增大而越来越快，直到完全放下；特别是在一些大型商场或车库中，巻帘门的重量往往很大，下行 的速度更是惊人，在巻帘门停止的瞬间，巻帘门的下端重重地撞击在 地面，不仅容易损坏巻帘门体结构、电机和地板，直流电机l由于长 时间发热而縮短使用寿命，而且巻帘门的下行速度无法控制，极易对 人身构成威胁，存在安全隐患。
为了克服上述缺陷，现今有人在直流电机1的两端并联一负载 30，如图2所示，此负载30可分流电路中的电流，从而降低直流电 机1两端的电压，使直流电机1的输出功率减小，带动转轴转动速率 降低，进而减小巻帘门的下行速度；当巻帘门下行时，将负载30接 入电路，但由于直流电机1只有在巻帘门被放下一段距离后才会转变 为发电机，因此会降低其正常运行时的工作效率；再者，由于此种电 路中所流过负载30的电流很大，因此会消耗大量的电能，而其在巻 帘门正常运行时也在工作，造成大量的电能浪费，且所需要的负载 30必须要有足够大的功率才能实际使用，否则，负载30将会由于过 载而损坏，进一步耗费电能；大功率的负载30成本高，增加直流电 机l的制造成本，同时负载30的发热量大，使局部温度过高，影响 其它元器件的使用寿命。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种巻帘门匀速下行的直流电机控 制装置及方法，其可将直流电机两端的电压钳制在一定范围内，使巻 帘门匀速下降，延长其使用寿命，排除安全隐患。
本发明的次要目的，在于提供一种巻帘门匀速下行的直流电机控 制装置及方法，其电路部分耗电少，节能。本发明的再一目的，在于提供一种巻帘门匀速下行的直流电机控 制装置及方法，其可延长直流电机的使用寿命。 为了达成上述目的，本发明的解决方案是-
巻帘门匀速下行的直流电机控制装置，包括整流模块、采样模块、 比较模块、开关模块和负载模块，开关模块与负载模块串联后，并接 在整流模块的输出端；整流模块的输入端并接在直流电机两端，将直 流电机两端的电压信号进行整流；采样模块与整流模块的输出端相 连，采样整流后的电压信号，并将该电压信号传送到相连的比较模块; 比较模块的输出端与开关模块相连，将采样值与设定值进行比较后， 根据比较结果向开关模块发出控制信号。
上述整流模块采用桥式整流电路。
上述负载模块为电阻、铜线、电炉丝或灯泡。
上述比较模块采用双限比较电路。
使用上述装置的巻帘门匀速下行的直流电机控制方法是，当巻帘 门下行时，通过采样模块采样该整流模块整流后的直流电机两端的电 压信号，并传送到比较模块；该比较模块将采样值与设定值进行比较， 若采样值比设定值大，则控制开关模块闭合；若采样值比设定值小， 则控制开关模块断开，直至巻帘门匀速下行完毕。
采用上述结构后，本发明通过在直流电机两端增加设置整流模块 和采样比较模块，先利用整流模块对直流电机两端的电压信号进行整 流，再由采样比较模块采样整流后的直流电机两端电压，只有当采样 得到的电压值高于设定值时，才会控制开关模块闭合，将负载模块接 在直流电机的两端，实现分流降压的作用，降低直流电机两端的电压 值，使得转轴仍旧能够匀速转动，带动巻帘门匀速行进，避免巻帘门 与地板发生剧烈撞击，延长巻帘门与地板的使用寿命；还有效排除巻
5帘门快速下降时的安全隐患。
另外，耗电量大的负载模块只有在直流电机两端电压大于设定值 时才会接入电路，消耗电能，而出现这种情况的时间很短，因此整体 耗电量大大减小，节省电能；同时，可以采用功率较小的负载，降低 制作成本；发热量减小，对其它元器件的影响小。
再者，由于负载模块在直流电机两端电压过高时与其并接，有效 分担其两端电压，避免直流电机长时间工作在高压高温状态下，延长
其使用寿命。
图1是现有一种巻帘门的驱动电路的连接框图2是现有另一种巻帘门的驱动电路的连接框图3是本发明与直流电机连接的结构框图4是本发明与直流电机工作的流程图5是本发明中整流模块的一个实施例示意图。
具体实施例方式
以下结合具体实施例对本发明作详细说明。
图3所示是本发明的一个较佳实施例，包括整流模块3、采样模 块4、比较模块7、开关模块5和负载模块6。
整流模块3并接在直流电机1的两端，对直流电机1两端的电压 信号进行整流，在本实施例中，选用桥式整流电路，如图5所示，此 桥式整流电路由四只二极管两两对接而成，此为公知技术，故不再赘述。
整流模块3的输出端与采样模块4的采样端相连，由采样模块4 采样整流后的电压值，并将该电压值传送到相连的比较模块7。
采样模块4的输出端与比较模块4的采样端相连，比较模块7接 收到电压值后，与预先存储的设定值进行比较(此处的设定值是指能 够保证巻帘门匀速移动的直流电机1的电压值，可根据具体情况进行 设置)，并根据比较结果向开关模块5发出控制指令(此处为脉冲信 号)。在本实施例中，比较模块4采用双限比较电路，此为公知技术， 在此不再赘述。此处将设定值设置为28V 32V (对12V的直流电机 则设置为14V 16V)，即当电压值由低升高时，上升到超过32V时， 采样模块4控制开关模块5闭合；当电压值由高降低时，只有当降低 到28V以下时才会向开关模块5发出断开信号，如此循环。
开关模块5与负载模块6串联，再并联在整流模块3的输出端， 由开关模块5接受来自采样比较模块4的控制信号，进行闭合或断开 操作，从而将负载模块6经过整流模块3与直流电机1进行连接或断 开，对回路进行分流，降低直流电机l两端的电压，使得转轴的转速 下降，进而控制巻帘门的下行速度。此处负载模块6可以采用电阻、 铜线或电炉丝，也可以选用其它耗能器件，当然，为便于识别负载模 块6的工作状态，还可以采用灯泡，当灯泡发光时，则说明此时负载 模块6正在工作，开关模块5处于闭合状态。
当需要打开巻帘门时，如图4所示，通过控制器2接通直流电机 l的电源，并选择其转动方向，带动巻帘门上方的转轴转动，使巻帘 门上行，整流模块3实时将直流电机1两端的电压信号进行整流，并 通过采样模块4提供给比较模块7进行比较；此时由于直流电机1两 端的电压不超过28V (控制器足以提供功率使其电压不至于降低很多)，比较模块7获得的电压值总小于预先存储的设定值，使得开关 模块5保持断开状态，负载模块6不会接入电路。
巻帘门下降时，随着巻帘门门板下行部分增多，其受到的重力渐 渐增大，带动转轴越转越快，重力势能转化为直流电机l的电能，直 流电机1转变为发电机，其两端的电压迅速增大，当比较模块7接收 到的电压值大于32V时，则立即向开关模块5发出闭合控制指令，开 关模块5闭合，将负载模块6并接在直流电机1两端，减小电路中的 电流，分担直流电机l两端的电压，使其带动转轴的转动速度减缓， 保证巻帘门下行速度均匀；当比较模块7发现接收到的电压值已经降 低到小于28V时，再向开关模块5发出断开指令，将负载模块6与直
流电机l断开，不再分压……如此循环，直至巻帘门的下部稳定接触 地板，在巻帘门的整个下行过程中，不会出现快速下落的情形，排除 了安全隐患，又由于其下部与地板缓慢接触，因此不会对巻帘门与地 板造成损坏，延长巻帘门与地板的使用寿命。
另外，本发明通过实时采集直流电机l两端的电压值，只有当其 高于设定值时才会将负载模块6并接在直流电机1的两端，为其分流 降压，縮短了负载模块6的发热时间，降低其耗电量，节省电能；另 一方面，通过对负载模块6进行间歇控制，使直流电机l的电压保持 在一定的范围内，也保证了直流电机l不会因长时间发热而损坏，延 长其使用寿命；再者，由于负载模块6实际的工作方式为间歇式，因 此可以选用功率小的负载，从而有效降低直流电机1的制造成本；进 而，使用功率小的负载后，其发热量降低，对其它元器件的使用寿命 影响减小。
图4所示是利用巻帘门匀速下行的直流电机控制装置的一种控 制方法的流程图，具体包括如下步骤-
8(1) 当巻帘门开始下行时，直流电机1经由控制器2接通电源， 通过控制转轴来控制巻帘门的下行，整流模块3整流直流电机1两端
的电压信号，并将整流后的电压信号发送到采样模块4;
(2) 采样模块4实时将整流后的电压信号进行采样，并将电压
信号传送到比较模块7;
(3) 比较模块7将采样值与预先设定的设定值进行比较，此处 的设定值采用双限比较法，具体来说，设定电压比较范围为28V 32V， 当采样值由低于28V升高时，只有当采样值高于32V时，比较模块7 才会控制开关模块5闭合，将负载模块6并接在直流电机1两端，减 小电路中的电流，分担直流电机l两端的电压，此时直流电机l两端 的电压下降；当采样值由高于32V开始降低时，只有当比较模块7接 收到的采样值小于28V时，向开关模块5发出断开指令；
(4) 重复步骤(1)，直至巻帘门匀速下行完毕。
综上所述，本发明的关键在于，在直流电机1的两端增加一采样 比较模块4，通过实时采样直流电机l两端的电压值，当采样得到的 电压值高于设定值时，将负载模块6并接在直流电机1的两端，分担 其两端电压，保证其拖曳转轴的转速不变，使得巻帘门得以匀速上行 或下行，排除安全隐患，延长巻帘门的使用寿命。以上所述为本发明 所列举的较佳实施例，仅为便于说明本发明的具体结构，不能以此限 制本发明的范围。凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础 上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
权利要求
1、卷帘门匀速下行的直流电机控制装置，其特征在于包括整流模块、采样模块、比较模块、开关模块和负载模块，开关模块与负载模块串联后，并接在整流模块的输出端；整流模块的输入端并接在直流电机两端，将直流电机两端的电压信号进行整流；采样模块与整流模块的输出端相连，采样整流后的电压信号，并将该电压信号传送到相连的比较模块；比较模块的输出端与开关模块相连，将采样值与设定值进行比较后，根据比较结果向开关模块发出控制信号。
2、 如权利要求1所述的巻帘门匀速下行的直流电机控制装置， 其特征在于所述整流模块采用桥式整流电路。
3、 如权利要求1所述的巻帘门匀速下行的直流电机控制装置， 其特征在于所述负载模块为电阻、铜线、电炉丝或灯泡。
4、 如权利要求1所述的巻帘门匀速下行的直流电机控制装置， 其特征在于所述比较模块采用双限比较电路。
5、 使用权利要求1所述装置的巻帘门匀速下行的直流电机控制 方法，其特征在于当巻帘门下行时，通过采样模块采样该整流模块 整流后的直流电机两端的电压信号，并传送到比较模块；该比较模块 将采样值与设定值进行比较，若采样值比设定值大，则控制开关模块 闭合；若采样值比设定值小，则控制开关模块断开，直至巻帘门匀速 下行完毕。
全文摘要
本发明公开一种卷帘门匀速下行的直流电机控制装置，包括整流模块、采样比较模块、开关模块和负载模块，开关模块与负载模块串联后，并接在直流电机两端；整流模块的输入端并接在直流电机两端，将直流电机两端的电压信号进行整流；采样比较模块与整流模块的输出端相连，采样比较模块还与开关模块相连，其采样整流后的电压信号，将采样值与设定值进行比较后，根据比较结果向开关模块发出控制信号。其可将直流电机两端的电压钳制在一定范围内，使卷帘门匀速下降，延长其使用寿命，排除安全隐患。本发明还公开一种使用前述装置的卷帘门匀速下行的直流电机控制方法。
文档编号E06B9/68GK101614106SQ20081007132
公开日2009年12月30日 申请日期2008年6月27日 优先权日2008年6月27日
发明者刘王雍杰, 施进生, 陈锦山 申请人:刘王雍杰