專利名稱：軌道交通安全門的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動(dòng)化控制領(lǐng)域，特別涉及一種軌道交通安全門的控制器。
背景技術(shù)：
目前控制軌道交通的軌道交通安全門的構(gòu)成主要有無刷直流電動(dòng)機(jī)，控制器， 變速機(jī)構(gòu)，傳感器等構(gòu)成的軌道交通安全門；由單相交流伺服電機(jī)，兩個(gè)控制器，兩個(gè)變速 機(jī)構(gòu)，傳感器等構(gòu)成的軌道交通安全門；要由三相交流電動(dòng)機(jī)或三相變頻電動(dòng)機(jī)，控制器， 減速機(jī)構(gòu)，傳感器等構(gòu)成的軌道交通安全門；還有近年來發(fā)展起來的單相或三相串接電磁 制動(dòng)電機(jī)，控制器，變速機(jī)構(gòu)，傳感器等構(gòu)成的軌道交通安全門；控制這些軌道交通的軌道 交通安全門開關(guān)的方法在使用過程中均存在一定的缺點(diǎn)1.有刷直流電動(dòng)機(jī)和控制，由于 換向器換向火花等原因，電刷和換向器的接觸電阻很大，電機(jī)整體電阻較大，容易發(fā)熱，維 護(hù)成本高，可靠性低，不能用于軌道交通安全門的控制；2.用兩個(gè)控制器控制兩個(gè)變速機(jī) 構(gòu)，系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)成本高，可靠性低；3.三相交流電動(dòng)機(jī)，控制器，傳感器等構(gòu)成的軌道交 通安全門，雖然有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，啟動(dòng)電流大的優(yōu)點(diǎn)，但低速運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)效率低，不能滿足軌 道交通安全門的柔性啟動(dòng)和關(guān)閉，特別是兩個(gè)軌道交通安全門同時(shí)的柔性啟動(dòng)和關(guān)閉的要 求；4.用單相或三相串接電磁制動(dòng)的電機(jī)，其體積大，不適合安裝在軌道交通安全門體內(nèi) 的狹小空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種軌道交通安全門的控制器，它輸出功率調(diào)整方便，能保 證兩個(gè)軌道交通安全門的啟動(dòng)、定位準(zhǔn)確，軌道交通安全門的開、關(guān)易于控制，并且體積小， 外型美觀堅(jiān)固。 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是 軌道交通安全門的控制器，包括傳感器、中央控制器和電機(jī)，調(diào)節(jié)信號(hào)輸入的中央 控制器的PWMA輸出端與一個(gè)DC/AC轉(zhuǎn)換器輸入端連接，帶減速器的直流無刷電機(jī)A的三 相分別與一個(gè)DC/AC轉(zhuǎn)換器的三組晶體管連接，直流無刷電機(jī)A的輸出端分別連接軌道交 通安全門和位置傳感器A，軌道交通安全門的輸入和輸出信號(hào)與中央控制器的輸入端連接； 調(diào)節(jié)信號(hào)輸入的中央控制器的P麗B輸出端與另一個(gè)DC/AC轉(zhuǎn)換器輸入端連接，帶減速器的 直流無刷電機(jī)B的三相分別與一個(gè)DC/AC轉(zhuǎn)換器的三組晶體管連接，直流無刷電機(jī)B的輸 出端分別連接軌道交通安全門和位置傳感器B，站臺(tái)手動(dòng)操作裝置通過電連接與中央控制 器的輸入端連接；外部電源輸入通過AC/DC轉(zhuǎn)換器為控制器提供直流電源，直流電源正極 與后級(jí)電源之間串聯(lián)沖擊電流保護(hù)電路(保護(hù)電路由二極管和熱敏電阻構(gòu)成)，AC/DC轉(zhuǎn)換 器的正、負(fù)級(jí)經(jīng)過保護(hù)電路和濾波處理后分別與兩個(gè)DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，通訊單 元(通訊單元是一種協(xié)議處理部件)與中央控制器通過CAN通訊接口連接。
本發(fā)明的有益效果如下 —、采用一個(gè)中央控制器同時(shí)控制兩個(gè)軌道交通安全門，所述兩個(gè)門同時(shí)啟動(dòng)、同時(shí)關(guān)閉，因此有軌道交通安全門定位準(zhǔn)確，易于控制的優(yōu)點(diǎn)。 二、采用的直流無刷電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速只與控制電壓有關(guān)，保證控制軌道交通安全門的直流無刷電動(dòng)機(jī)輸出的力矩、轉(zhuǎn)速。 三、采用了直流無刷永磁電動(dòng)機(jī)，由于永磁轉(zhuǎn)子上的永磁材料磁能積大，在同樣功率輸出情況下，體積較小，所耗功率也較小。直流無刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子為高性能釹鐵硼磁體、無齒槽和無框結(jié)構(gòu)，可以產(chǎn)生超大力矩和超平滑的運(yùn)動(dòng)，無力矩紋波。 四、本軌道交通安全門采用的直流無刷永磁電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子磁極為隱極式的電機(jī)，轉(zhuǎn)子比較容易制造，因此有制造成本低的優(yōu)點(diǎn)。 五、采用的帶減速器的電機(jī)，體積小，外型美觀堅(jiān)固，完全適合門體結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，輸出功率易于調(diào)整，調(diào)節(jié)方便，能夠滿足自動(dòng)化精度控
制的要求。


圖l是本發(fā)明的方框圖； 圖2是本發(fā)明的電路原理圖； 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式
參見圖1和圖2，調(diào)節(jié)信號(hào)輸入的中央控制器的PWMA輸出端與一個(gè)DC/AC轉(zhuǎn)換器輸入端連接，帶減速器的直流無刷電機(jī)A的三相分別與一個(gè)DC/AC轉(zhuǎn)換器的三組晶體管連接，直流無刷電機(jī)A的輸出端分別連接軌道交通安全門和位置傳感器A，軌道交通安全門的輸入和輸出信號(hào)與中央控制器的輸入端連接；調(diào)節(jié)信號(hào)輸入的中央控制器的P麗B輸出端與另一個(gè)DC/AC轉(zhuǎn)換器輸入端連接，帶減速器的直流無刷電機(jī)B的三相分別與一個(gè)DC/AC轉(zhuǎn)換器的三組晶體管連接，直流無刷電機(jī)B的輸出端分別連接軌道交通安全門和位置傳感器B，站臺(tái)手動(dòng)操作裝置通過電連接與中央控制器的輸入端連接。直流無刷電機(jī)根據(jù)中央控制器指令正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶減速機(jī)構(gòu)的直流無刷電機(jī)輸出所需的速度力矩，連接在直流無刷電機(jī)上的位置傳感器將軌道交通安全門的輸出位置信號(hào)反饋給中央控制器，中央控制器調(diào)節(jié)控制軌道交通安全門的開啟和關(guān)閉。外部電源輸入通過AC/DC轉(zhuǎn)換器為控制器提供直流電源，直流電源正極與后級(jí)電源之間串聯(lián)沖擊電流保護(hù)電路(保護(hù)電路由二極管和熱敏電阻構(gòu)成)，AC/DC轉(zhuǎn)換器的正、負(fù)級(jí)經(jīng)過保護(hù)電路和濾波處理后分別與兩個(gè)DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，通訊單元(通訊單元是一種協(xié)議處理部件)與中央控制器通過CAN通訊接口連接。 本發(fā)明采用了直流無刷電動(dòng)機(jī)，其換向檢測(cè)元件采用霍爾元件，直流無刷電動(dòng)機(jī)采用了隱極式永磁轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)為4P或6P。 工作時(shí)，按下操作按鈕，信號(hào)輸入經(jīng)光電隔離和邏輯轉(zhuǎn)換處理后，送入中央控制器，同時(shí)連接在直流無刷電機(jī)上的位置傳感器反饋輸出信號(hào)與輸入信號(hào)比較送出PWMA或P麗B (脈沖寬度調(diào)制)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)DC/AC換流器A或B (換流器A控制電機(jī)A，換流器B控制電機(jī)B)的功率晶體管開關(guān)頻率及換相的次序，控制直流無刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和力矩，直流無刷電動(dòng)機(jī)5自帶的減速器輸出所需的力矩和速度。
直流無刷電機(jī)需要三相控制電源，因此控制部分依具需求轉(zhuǎn)換輸入電源的頻率。電源部分采用交流電輸入(220V/380V)，先經(jīng)AC/DC轉(zhuǎn)換器(converter)轉(zhuǎn)成直流；再轉(zhuǎn)入電機(jī)線圈前又將直流電壓由晶體管組成的DA/AC轉(zhuǎn)換器(inverter)變換成三相電壓來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。DC/AC轉(zhuǎn)換器(inverter) —般由6個(gè)功率晶體管(Ql Q6)分為上臂(Ql、 Q3、Q5)和下臂(Q2、 Q4、 Q6)連接電機(jī)作為控制流經(jīng)電機(jī)線圈的通斷開關(guān)。中央控制器提供的P麗(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)決定功率晶體管開關(guān)頻度及換流器(inverter)換相的次序。為了使直流無刷電機(jī)使用時(shí)在當(dāng)負(fù)載變動(dòng)時(shí)速度可以穩(wěn)定于設(shè)定值而不會(huì)變動(dòng)太大的速度控制，電機(jī)內(nèi)部設(shè)置能檢測(cè)磁場(chǎng)的霍爾傳感器(hall-sensor)，作為速度閉環(huán)反饋，同時(shí)也作為了相序控制的依據(jù)。用來作為調(diào)節(jié)速度并用作精確定位控制，傳感器輸出軌道交通安全門到位控制信號(hào)和障礙物檢測(cè)信號(hào)。 直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，首先中央控制器根據(jù)電機(jī)內(nèi)部霍爾傳感器檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子目前所在位置，然后依照定子繞線決定開啟(或關(guān)閉)換流器(inverter)中功率晶體管的順序，使電流依序流經(jīng)電機(jī)線圈產(chǎn)生順向(或逆向)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并與轉(zhuǎn)子的磁鐵相互作用，如此就能使電機(jī)順時(shí)/逆時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)到電機(jī)內(nèi)部霍爾傳感器感應(yīng)出另一組信號(hào)的位置時(shí)，控制部再開啟下一組功率晶體管，如此循環(huán)，電機(jī)可以依同一方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)直到控制部分需要電機(jī)轉(zhuǎn)子停止則關(guān)閉功率晶體管(或只開下臂功率晶體管)；同理，需要電機(jī)轉(zhuǎn)子反向則功率晶體管開啟順序相反。 當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以后，中央控制器CPU會(huì)再根據(jù)輸入信號(hào)與電機(jī)內(nèi)部霍爾傳感器信號(hào)變化的速度加以比對(duì)(或由軟件運(yùn)算)再來決定由下一組(Q1、Q4或Q1、Q6或Q3、Q6或……)開關(guān)導(dǎo)通，以及導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)短。速度不夠則開關(guān)導(dǎo)通長(zhǎng)，速度過頭則開關(guān)導(dǎo)通短，此部份工作就由PWMA、 P麗B來完成。PWMA、 P麗B是決定電機(jī)轉(zhuǎn)速快或慢的方式，中央控制器CPU產(chǎn)生精確的PWMA、P麗B來達(dá)到較精準(zhǔn)速度控制的目的。輸入信號(hào)與連接在直流無刷電機(jī)上的位置傳感器反饋輸出信號(hào)決定CPU控制輸出PWMA、 P麗B的開啟順序，從而控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和停止。 帶減速器的直流無刷電機(jī)的運(yùn)行通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)軌道交通安全門運(yùn)行。中央控制器通過直流無刷電機(jī)和位置傳感器的信號(hào)，實(shí)時(shí)精確控制軌道交通安全門門體的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)軌道交通安全門的柔性關(guān)閉和柔性關(guān)閉。 通訊單元與中央控制器通過CAN通訊接口連接。通過通訊單元，實(shí)現(xiàn)軌道交通安全門監(jiān)視、控制功能，故障報(bào)警、數(shù)據(jù)采集與管理功能；以及軌道交通安全門系統(tǒng)的測(cè)試、自診斷和遠(yuǎn)程維護(hù)功能；實(shí)現(xiàn)通過網(wǎng)絡(luò)讀取軌道交通安全門運(yùn)行速度曲線、重關(guān)門延遲時(shí)間和重關(guān)門次數(shù)等參數(shù)的功能；實(shí)現(xiàn)重新設(shè)置軌道交通安全門的上述參數(shù)，以便調(diào)整活動(dòng)門的開關(guān)速度、時(shí)間等數(shù)據(jù)的功能。 系統(tǒng)運(yùn)行有自動(dòng)和手動(dòng)兩種工況在自動(dòng)工況，軌道交通安全門的運(yùn)行由通訊單元或數(shù)字信號(hào)(開關(guān)量)控制，實(shí)時(shí)跟蹤位置信號(hào)；在手動(dòng)工況，軌道交通安全門的運(yùn)行由站臺(tái)操作裝置輸入信號(hào)，控制過程同上所述。 本實(shí)施例所述中央控制器采用XC164型號(hào)的中央控制器。 凡具有can控制模塊、多個(gè)定時(shí)器、2個(gè)步驟比較器的中央控制器，均可以作為本發(fā)明所述中央控制器。
權(quán)利要求
一種軌道交通安全門的控制器，包括傳感器、中央控制器和電機(jī)，其特征在于調(diào)節(jié)信號(hào)輸入的中央控制器CPU的PWMA輸出端與一個(gè)DC/AC轉(zhuǎn)換器輸入端連接，帶減速器的直流無刷電機(jī)A的三相分別與一個(gè)DC/AC轉(zhuǎn)換器的三組晶體管連接，直流無刷電機(jī)A的輸出端分別連接軌道交通安全門和位置傳感器A，軌道交通安全門的輸入和輸出信號(hào)與中央控制器的輸入端連接；調(diào)節(jié)信號(hào)輸入的中央控制器的PWMB輸出端與另一個(gè)DC/AC轉(zhuǎn)換器輸入端連接，帶減速器的直流無刷電機(jī)B的三相分別與一個(gè)DC/AC轉(zhuǎn)換器的三組晶體管連接，直流無刷電機(jī)B的輸出端分別連接軌道交通安全門和位置傳感器B，站臺(tái)手動(dòng)操作裝置通過電連接與中央控制器的輸入端連接；外部電源輸入通過AC/DC轉(zhuǎn)換器為控制器提供直流電源，直流電源正極與后級(jí)電源之間串聯(lián)沖擊電流保護(hù)電路，AC/DC轉(zhuǎn)換器的正、負(fù)級(jí)經(jīng)過保護(hù)電路和濾波處理后分別與兩個(gè)DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，通訊單元與中央控制器通過CAN通訊接口連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通安全門的控制器，其特征在于所述AC/DC轉(zhuǎn)換器 為控制器提供直流電源，直流電源正極與后級(jí)電源之間串聯(lián)沖擊電流保護(hù)電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通安全門的控制器，其特征在于所述的直流無刷電 動(dòng)機(jī)采用霍爾傳感器作為電機(jī)的換相檢測(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通安全門的控制器，其特征在于所述的位置反饋傳 感器采用的是霍爾傳感器反饋。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通安全門的控制器，其特征在于所述的直流無刷電動(dòng)機(jī)為隱極式永磁轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)為4P或6P。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軌道交通安全門的控制器，調(diào)節(jié)信號(hào)輸入的中央控制器CPU的PWMA、PWMB輸出端與DC/AC轉(zhuǎn)換器輸入端連接，帶減速器的直流無刷電機(jī)A的三相分別與DC/AC轉(zhuǎn)換器的三組晶體管連接，直流無刷電機(jī)A的輸出端分別連接軌道交通安全門和位置傳感器A、B，軌道交通安全門的輸入和輸出信號(hào)與中央控制器的輸入端連接；站臺(tái)手動(dòng)操作裝置與中央控制器的輸入端連接；外部電源輸入通過AC/DC轉(zhuǎn)換器為控制器提供直流電源，通訊單元與中央控制器連接。本發(fā)明輸出功率調(diào)整方便，能保證兩個(gè)軌道交通安全門的啟動(dòng)、定位準(zhǔn)確，軌道交通安全門的開、關(guān)易于控制，并且體積小，外型美觀堅(jiān)固。
文檔編號(hào)B61B1/02GK101761284SQ20081023719
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者劉作林, 馬乾, 黃中全 申請(qǐng)人:重慶川儀自動(dòng)化股份有限公司