一种用在电梯门机系统中的直流电机对称驱动方法
【专利摘要】本发明公开了一种用在电梯门机系统中的直流电机对称驱动方法，电梯在开门之后和关门之后继续给直流电机供电，H桥上开关器件的门信号变为占空比为50％的对称脉冲信号，但电机转轴处在静止状态。在此种状态下，直流电机的转轴力矩方向频繁的有规律的进行正向和反向交替变化，而电机的状态表现为停转，且外力不能轻易的使停转状态改变。因电梯层门在开启状态和闭合状态时不能人为的用外力改变层门状态，此发明正好满足上述要求，并且能够更好地保证电梯层门的可靠性；电机停转状态只有电机内部电阻耗能，且能量损耗大大降低，电机也存在一定的力矩，提高了电梯门机系统的节能性。
【专利说明】一种用在电梯门机系统中的直流电机对称驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电机控制【技术领域】，具体涉及一种用在电梯门机系统中的直流电机对称驱动方法。
【背景技术】
[0002]直流电机由于其调速范围宽、过载能力大、精密度好、控制性能优异、能够实现频繁的快速启动、制动和反转等优点，在工矿、交通、建筑等行业中得到广泛的应用。电梯门频繁的开和关正好符合以上优点，所以直流电机在电梯门机系统中也得到广泛的应用。目前，电梯门机系统的直流电机驱动方式是:在电梯开门和关门的过程中，直流电机作正反转运行；当开门到位和关门到位时，直流电机仍然通一定余量的电压产生一定的扭矩，便于下次做反向运动，但是在这段时间内也要消耗很多的能量，节能性较差。
【发明内容】
[0003]针对上述直流电机能耗较大的问题，本发明做出相应的驱动改进，提出了一种提高了电梯门机系统的节能性和可靠性的用在电梯门机系统中的直流电机对称驱动方法。
[0004]本发明的技术方案为:
[0005]一种用在电梯门机系统中的直流电机对称驱动方法，包括步骤:
[0006]步骤1，建立电梯门机系统中直流电机的H桥驱动电路，设定开关器件VT1、VT4为第一组开关器件，VT2、VT3为第二组开关器件；
[0007]步骤2，当电梯的电源启动后，电梯层门处于关闭状态，第一组开关器件和第二组开关器件的波形对称，两组开关的通断交替切换，使直流电机依次获得正反电压，直流电机表现为停转状态；
[0008]步骤3，当电梯层门做开门动作时，第一组开关器件的门信号变为带宽变化的脉冲信号，第二组开关器件的门信号变为低电平，直流电机获得正向电压而正转开门；
[0009]步骤4，当开门到位时，开关器件的门信号为打开状态的信号，也是两组脉冲信号，此时电机转轴产生正反方向的力矩，保持停转状态；
[0010]步骤5，当电梯层门做关门动作时，第一组的门信号为低电平，第二组的为带宽变化的脉冲信号，直流电机获得反向电压开始关门动作；恢复至步骤2中的波形，以此方式循环。
[0011]进一步，所述步骤I的H桥驱动电路中，开关器件VT1、VT2相串联，然后和VT3、VT4相串联的电路相并联，直流电机M的一端连接在开关器件VT1、VT2之间，另一端连接在开关器件VT3、VT4之间。
[0012]进一步，所述步骤1-5的整个驱动过程中，H桥驱动电路中的两组开关器件的门信号为对称变化。
[0013]进一步，所述步骤1-5的整个驱动过程中，在电梯门完全打开和完全闭合时，电梯层门电机都处在没有电源供电的状态。
[0014]该发明的优点在于，当电机处于停转状态时，因为一直通电，电机转轴有力矩存在，外力不能轻易改变转轴的状态，力矩的方向做正反变化，转轴状态表现为有转动的趋势但不转动，这种状态正好符合电梯门在关闭状态下不能人为打开的要求。在电机停转状态，因电机不存在转动，只有电机内部的电阻耗能，且能量损耗较少，电机也存在一定的力矩，提高了电梯门机系统的节能性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是H桥驱动电路；
[0016]图2是开关器件门信号波形图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明进行详细描述。
[0018]如图1-2所示，本发明的方法的具体步骤有以下几点:
[0019]步骤1，建立电梯门机系统中直流电机的H桥驱动电路，设定开关器件VT1、VT4为第一组开关器件，VT2、VT3为第二组开关器件；
[0020]步骤2，当电梯的电源启动后，电梯层门处于关闭状态，第一组开关器件和第二组开关器件的波形对称，两组开关的通断交替切换，使直流电机依次获得正反电压，直流电机表现为停转状态；
[0021]步骤3，当电梯层门做开门动作时，第一组开关器件的门信号变为带宽变化的脉冲信号，第二组开关器件的门信号变为低电平，直流电机获得正向电压而正转开门；
[0022]步骤4，当开门到位时，开关器件的门信号为打开状态的信号，也是两组脉冲信号，此时电机转轴产生正反方向的力矩，保持停转状态；
[0023]步骤5，当电梯层门做关门动作时，第一组的门信号为低电平，第二组的为带宽变化的脉冲信号，直流电机获得反向电压开始关门动作；恢复至步骤2中的波形，以此方式循环。
[0024]整个驱动过程中，H桥中两组开关器件的门信号为对称变化。
[0025]如图1所示，开关器件VT1、VT2相串联，然后和VT3、VT4相串联的电路相并联，电机M的一端连接在开关器件VT1、VT2之间，另一端连接在开关器件VT3、VT4之间；电梯的轿厢到达楼层需要开门时，层门直流电机正向启动运行。
[0026]电梯门的直流电机主要由H桥进行驱动控制，如图1所示。假设开关器件VT1、VT4为第一组开关器件，VT2、VT3为第二组，电梯的轿厢到达楼层需要开门时，层门直流电机正向启动运行，假设图1中开关器件VT1、VT4导通表示电机正转，则此时VT1、VT4的开关门信号为带宽变化的脉冲信号，VT2、VT3的门信号为低电平，直流电机得到正向电流开始正转，直到完成开门动作VT1、VT4的门信号变为低电平结束供电使直流电机停转，一段时间过后，VT2、VT3的门信号为带宽变化的脉冲信号，VTU VT4为低电平，直流电机反向转动直到电梯关门结束。在电梯门完全打开和完全闭合时，电梯层门电机都处在没有电源供电的状态。
[0027]具体实施过程如下:
[0028]当电梯门在闭合状态时，4个开关器件的门信号如图2中的闭合状态，第一组和第二组的波形对称，两组开关的通断交替切换，使直流电机依次获得正反电压，直流电机的转轴力矩的方向做正反变化，转轴的状态表现为静止不动，因此直流电机表现为停转状态；H桥驱动电路中的4个开关器件通入占空比为50%的对称脉冲波形，既保证同一桥臂不同时导通，又保证直流电机获得的电压正负交替变化。
[0029]当需要有开门动作时，第一组开关器件的门信号变为带宽变化的脉冲信号，第二组的门信号变为低电平，直流电机获得正向电压而正转开门。
[0030]当开门到位时，开关器件的门信号为打开状态的信号，也是两组脉冲信号，通入打开状态的脉冲波形，电机转轴产生正反方向的力矩，保持停转状态。
[0031]当一段时间后，第一组的门信号为低电平，第二组的为带宽变化的脉冲信号，直流电机获得反向电压开始关门动作；通入关门动作的脉冲波形，直流电机获得反向电压开始反转，直到关门到位后。
[0032]当电梯门完全闭合时，门信号又变为脉冲信号。整个过程中，第一组门信号和第二组门信号对称变化，避免同一桥臂的两个开关器件同时导通而导致电源短路。
[0033]本发明仍然采用H桥驱动电路，采用一种新的驱动方式，电梯在开门之后和关门之后继续给直流电机供电，H桥上开关器件的门信号变为占空比为50%的对称脉冲信号，但电机转轴处在静止状态。在此种状态下，直流电机的转轴力矩方向频繁的有规律的进行正向和反向交替变化，而电机的状态表现为停转，且外力不能轻易的使停转状态改变。因电梯层门在开启状态和闭合状态时不能人为的用外力改变层门状态，此发明正好满足上述要求，并且能够更好地保证电梯层门的可靠性；电机停转状态只有电机内部电阻耗能，且能量损耗大大降低，电机也存在一定的力矩，提高了电梯门机系统的节能性。
[0034]上面已经结合具体实施步骤说明了本发明，然而对于本领域的技术人员来说，可以在不背离本发明的精神和范围的前提下，对本发明做出不同的改进和变型。因而落入本发明的权利要求范围内的各种改进和变型，都应属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用在电梯门机系统中的直流电机对称驱动方法，其特征在于，包括步骤: 步骤1，建立电梯门机系统中直流电机的H桥驱动电路，设定开关器件VT1、VT4为第一组开关器件，VT2、VT3为第二组开关器件； 步骤2，当电梯的电源启动后，电梯层门处于关闭状态，第一组开关器件和第二组开关器件的波形对称，两组开关的通断交替切换，使直流电机依次获得正反电压，直流电机表现为停转状态； 步骤3，当电梯层门做开门动作时，第一组开关器件的门信号变为带宽变化的脉冲信号，第二组开关器件的门信号变为低电平，直流电机获得正向电压而正转开门； 步骤4，当开门到位时，开关器件的门信号为打开状态的信号，也是两组脉冲信号，此时电机转轴产生正反方向的力矩，保持停转状态； 步骤5，当电梯层门做关门动作时，第一组的门信号为低电平，第二组的为带宽变化的脉冲信号，直流电机获得反向电压开始关门动作；恢复至步骤2中的波形，以此方式循环。
2.根据权利要求1所述的用在电梯门机系统中的直流电机对称驱动方法，其特征在于，所述步骤I的H桥驱动电路中，开关器件VT1、VT2相串联，然后和VT3、VT4相串联的电路相并联，直流电机M的一端连接在开关器件VT1、VT2之间，另一端连接在开关器件VT3、VT4之间。
3.根据权利要求1所述的用在电梯门机系统中的直流电机对称驱动方法，其特征在于，所述步骤1-5的整个驱动过程中，H桥驱动电路中的两组开关器件的门信号为对称变化。
4.根据权利要求1所述的用在电梯门机系统中的直流电机对称驱动方法，其特征在于，所述步骤1-5的整个驱动过程中，在电梯门完全打开和完全闭合时，电梯层门电机都处在没有电源供电的状态。
【文档编号】H02P1/22GK104467549SQ201410709834
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】蒋益兴, 薛洋, 陈春花, 马冬梅, 王通岩 申请人:常州大学