專利名稱：扶梯一體化疊層變頻控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種扶梯用變頻控制器，特別是一種適用于自動(dòng)扶梯電氣控制系統(tǒng)的
將變頻器的變頻部分和控制器部分整合在一起的扶梯一體化疊層變頻控制器，在為扶梯運(yùn) 行提供程序控制及驅(qū)動(dòng)的同時(shí)，還具備故障檢測(cè)、報(bào)告及報(bào)警等功能。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)扶梯的主控器和變頻器在機(jī)械結(jié)構(gòu)上是分立的，分別安裝在扶梯的兩端。這 種結(jié)構(gòu)存在著以下缺點(diǎn)(l)傳統(tǒng)扶梯的主控器和變頻器在機(jī)房中所占空間較大，需要占 據(jù)扶梯兩端的機(jī)房；(2)為將主控器的信號(hào)送與變頻器，需要的電纜也較長(zhǎng)；(3)安裝起來(lái) 也不方便，需要穿過(guò)整個(gè)扶梯的長(zhǎng)度將主控器信號(hào)連接；(4) 一旦扶梯出現(xiàn)故障停止運(yùn)行， 由于主控器和變頻器不在同一位置，給解決問(wèn)題的速度造成一定影響。而且傳統(tǒng)的扶梯主 控器和變頻器分別采用PLC控制，價(jià)格稍高，成本大。(5)據(jù)專利文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?為2006100380256的"電梯用一體化變頻控制器"，公開(kāi)的是電梯的控制功能和變頻功能集 成在一起，但是它是針對(duì)于直梯專用的一體化變頻控制器，依據(jù)它的各功能說(shuō)明及結(jié)構(gòu)剖 析，不能應(yīng)用于扶梯。(6)中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?006100394776的"一種基于旁路變頻技術(shù)的 扶梯一體化變頻控制器"，公開(kāi)的是采用變頻啟動(dòng)，啟動(dòng)后切換至工頻運(yùn)行，使變頻器處于 待機(jī)狀態(tài)，這種旁路變頻的技術(shù)增加了許多硬件連接，使得故障率增加；另外切換時(shí)會(huì)造成 扶梯運(yùn)行的瞬時(shí)抖動(dòng)，減少了相關(guān)器件的壽命。所以現(xiàn)有扶梯的主控器和變頻器的機(jī)械結(jié) 構(gòu)亟待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的扶梯一體化疊層變頻控制器，從根 本上解決傳統(tǒng)扶梯變頻控制器的分立結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的占用空間大、信號(hào)傳送電纜較長(zhǎng)、安裝、 維修麻煩的等問(wèn)題，與現(xiàn)有采用PLC控制的扶梯變頻控制器相比，其價(jià)格低、成本小，將變 頻器的變頻部分和控制器部分整合在一起，同時(shí)將變頻板、隔離板、10板、主控板和保護(hù)信 號(hào)板分層放置，之間用銅柱連接，既節(jié)約了占用空間，也達(dá)到了美觀的目的，真正實(shí)現(xiàn)了一 體化結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明的技術(shù)方案是該一體化扶梯變頻控制器包括殼體和組裝其內(nèi)的主控板、 變頻板、10板、保護(hù)信號(hào)板以及操作顯示盒，其技術(shù)要點(diǎn)是所述變頻板、10板、主控板和保 護(hù)信號(hào)板采用層疊方式順序放置，其間以銅柱連接在一起；在所述變頻板上方固定所述10 板，二者間通過(guò)一個(gè)連接電纜共用24V電源；在所述10板上方固定所述主控板，二者間通過(guò) 雙排插針相互連接；在所述主控板上方固定所述保護(hù)信號(hào)板，二者間通過(guò)單排插針相互連 接；所述變頻板和所述主控板通過(guò)扁平電纜相連，所述主控板與所述操作顯示盒利用通訊 電纜連接，所述主控板與所述保護(hù)信號(hào)板利用CAN通訊模塊連接，所述殼體底部設(shè)置與所 述變頻板固定的散熱片，在所述散熱片的后部設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)，所述變頻板與所述散熱片之 間固定有整流模塊和逆變模塊，所述變頻板與所述主控板之間設(shè)置隔離板相互隔開(kāi)。
所述主控板上設(shè)有CPU模塊、串行通訊模塊及CAN通訊模塊，各模塊獨(dú)立覆銅且使 其間采用開(kāi)關(guān)電源相互隔開(kāi)，所述IO板設(shè)有采用多級(jí)濾波的開(kāi)關(guān)量輸入模塊和繼電器輸 出的開(kāi)關(guān)量輸出模塊，所述保護(hù)信號(hào)板上的信號(hào)采用光耦隔離和多級(jí)濾波，所述變頻板采 用集成的整流模塊、IPM模塊，所述操作顯示盒采用通訊和仿真集成在一起的9針接口。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的積極的技術(shù)效果是由于本發(fā)明將變頻器的變頻部分和控 制器部分整合在一起，同時(shí)把變頻板、10板、主控板和保護(hù)信號(hào)板采用獨(dú)創(chuàng)的層疊方式，之 間用銅柱連接，順序放置在同一殼體內(nèi)，所以從根本上解決了傳統(tǒng)扶梯變頻控制器的分立 結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的占用空間大、信號(hào)傳送電纜較長(zhǎng)、安裝、維修麻煩等問(wèn)題，與現(xiàn)有采用PLC控 制的扶梯變頻控制器相比，其價(jià)格低、成本小，既減少了占用空間，也達(dá)到了美觀的目的，真 正實(shí)現(xiàn)了一體化結(jié)構(gòu)。同時(shí)還有利于散熱，實(shí)現(xiàn)了端子一側(cè)放置的優(yōu)點(diǎn)。變頻板和主控板 通過(guò)扁平電纜相連，扁平電纜作為信號(hào)傳送電纜所需要長(zhǎng)度較短。變頻板和主控板的層疊 結(jié)構(gòu)使安裝和維修都非常方便，不必跨越整個(gè)扶梯，非常適用于自動(dòng)扶梯電氣控制系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明的一種總裝結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中序號(hào)說(shuō)明1殼體、2隔離板、3單排插針、4I0板、5主控板、6保護(hù)信號(hào)板、7銅 柱、8操作顯示盒、9通訊電纜、10逆變模塊、11雙排插針、12整流模塊、13散熱片、14連接電 纜、15扁平電纜、16變頻板、17軸流風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。該扶梯一體化疊層變頻控制器克服了現(xiàn)有的變頻 器和控制器結(jié)構(gòu)上獨(dú)立的缺點(diǎn)，將變頻器的變頻部分和控制器部分整合在一起，放在同一 個(gè)電子殼體內(nèi)，既節(jié)約了空間，也達(dá)到了變頻的目的，真正做到了"一體化"。它包括殼體1、 組裝在殼體l內(nèi)的主控板5、變頻板16、 IO(輸入輸出)板4、保護(hù)信號(hào)板6，操作顯示盒8， 散熱片13，軸流風(fēng)機(jī)17及其連接部件等。其中主控板5、變頻板16、 10板4、保護(hù)信號(hào)板6 等待插裝元器件的電路板，即PCB(印刷電路板)板，采用整條或整版塊的形式，各PCB板間 通過(guò)相應(yīng)長(zhǎng)度的銅柱7連接。這既達(dá)到了層疊的目的，節(jié)省了占用空間，有利于散熱，又具 有實(shí)現(xiàn)端子一側(cè)放置的優(yōu)點(diǎn)。為此，將該控制器的變頻板16、10板4、主控板5和保護(hù)信號(hào) 板6分別按塊以層疊的方式，利用銅柱7順序連接固定在一起，放置在殼體1內(nèi)。
在所述散熱片的后部設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)，所述變頻板與所述散熱片之間固定有整流模 塊和逆變模塊，所述變頻板與所述主控板之間設(shè)置隔離板相互隔開(kāi)。 殼體前半部分的底部設(shè)置散熱片13，并利用銅柱7與變頻板16固定。變頻板16 上方利用銅柱7固定有10板4，且通過(guò)一個(gè)2針連接電纜14與IO板共用24V電源，10板 4上方利用銅柱7固定有主控板5， 10板4與主控板5 二者間且通過(guò)40針雙排插針11相 互連接。主控板5上方利用銅柱7固定有信號(hào)保護(hù)板6， 二者間通過(guò)6針單排插針3相互連 接。變頻板16和主控板5通過(guò)26針扁平電纜15相連，主控板5與殼體1外側(cè)的操作顯示 盒8利用RS232通訊電纜9連接，主控板5與保護(hù)信號(hào)板6利用CAN通訊模塊(控制器局 域網(wǎng)模塊，一個(gè)串行接口 )連接，殼體的后半部分放置兩個(gè)軸流風(fēng)機(jī)，變頻板與散熱片之間 設(shè)置有整流模塊和逆變模塊，整流模塊和逆變模塊均固定在變頻板下方。為使整流模塊和逆變模塊的底面在同一水平面上，根據(jù)變頻板上整流模塊和逆變模塊的位置及高度，對(duì)散 熱片的相應(yīng)位置做了銑處理。為防止來(lái)自變頻板上高頻電流的電磁干擾，在變頻板與主控 板之間設(shè)置隔離板將兩者相互隔開(kāi)。從該一體化扶梯變頻控制器的外觀上看，變頻板上共 有10個(gè)端子，10板上開(kāi)關(guān)量輸入共有24個(gè)端子，開(kāi)關(guān)量輸出共有24個(gè)端子，保護(hù)信號(hào)板 上共有30個(gè)端子，這些端子均設(shè)置在一體化變頻控制器的前側(cè)。 主控板5上設(shè)置有CPU(中央控制單元)模塊、串行通訊模塊及CAN通訊模塊，這 三部分模塊通過(guò)開(kāi)關(guān)電源的連接及獨(dú)立覆銅達(dá)到了消除相互干擾的目的，在當(dāng)前技術(shù)基礎(chǔ) 上大大提高了抗電磁干擾能力。10板4包括采用多級(jí)濾波的開(kāi)關(guān)量輸入模塊和繼電器輸出 的開(kāi)關(guān)量輸出模塊，既與外界起到了隔離作用，也提高了輸入輸出信號(hào)的準(zhǔn)確性。保護(hù)信號(hào) 板6上的信號(hào)采用光耦隔離和多級(jí)濾波，與當(dāng)前技術(shù)相比，提高了輸入信號(hào)的準(zhǔn)確性。變頻 板16采用集成的整流模塊、IPM模塊替代原有的分散元件，不僅節(jié)省了空間，還提高了控制 的精度。操作顯示盒8采用通訊和仿真集成在一起的9針接口 ，既方便了通訊，也方便了仿 真，大大提高了效率。 所述的一體化扶梯變頻控制器的主控板上主要元件有CPU模塊、串行通訊模塊和 CAN通訊模塊組成，這三部分通過(guò)開(kāi)關(guān)電源的連接及獨(dú)立覆銅達(dá)到了消除相互干擾的目的， 在當(dāng)前技術(shù)基礎(chǔ)上大大提高了抗電磁干擾能力。所述的io板包括采用多級(jí)濾波的開(kāi)關(guān)量 輸入模塊和繼電器輸出的開(kāi)關(guān)量輸出模塊，既與外界起到了隔離作用，也提高了輸入輸出 信號(hào)的準(zhǔn)確性。所述的保護(hù)板上的信號(hào)采用光耦隔離和多級(jí)濾波，與當(dāng)前技術(shù)相比，提高了 輸入信號(hào)的準(zhǔn)確性。所述的變頻板采用集成的整流模塊、IPM模塊替代原有的分散元件，不 僅節(jié)省了空間，還提高了控制的精度。所述的操作顯示盒采用通訊和仿真集成在一起的9 針接口 ，既方便了通訊，也方便了仿真，大大提高了效率。 所述主控板上設(shè)有CPU模塊、串行通訊模塊及CAN通訊模塊，各模塊之間采用開(kāi) 關(guān)電源相互隔開(kāi)，相對(duì)獨(dú)立供電，并且各模塊獨(dú)立覆銅，這樣各模塊的"地"線就是相對(duì)獨(dú)立 的，達(dá)到了各模塊間信號(hào)相互消除干擾的目的。所述IO板設(shè)有采用多級(jí)濾波的開(kāi)關(guān)量輸入 模塊和繼電器輸出的開(kāi)關(guān)量輸出模塊，采用多級(jí)濾波，以增加采集輸入信號(hào)的正確性，采用 繼電器輸出以更好地起到IO板上的CPU輸出信號(hào)和外部輸出信號(hào)更好的隔離作用。所述 保護(hù)信號(hào)板上的輸入信號(hào)采用光耦隔離和多級(jí)濾波，采用光耦隔離以確保外部信號(hào)干擾不 會(huì)影響到保護(hù)板上CPU的工作，采用多級(jí)濾波以確保采集輸入信號(hào)的準(zhǔn)確性。所述變頻板 采用集成的整流模塊、IPM模塊，便于變頻器發(fā)生故障時(shí)更換，而且節(jié)省了空間，提高了控制 的精度。所述操作顯示盒采用通訊和仿真集成在一起的9針接口，這樣既充分利用了 9針 接口的資源，也避免了仿真時(shí)重新拆裝操作顯示盒，提高了工作效率。 本發(fā)明采用全變頻技術(shù)，無(wú)論扶梯在啟動(dòng)還是正常運(yùn)行的情況下，都采用變頻技 術(shù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。通過(guò)采用電眼延時(shí)時(shí)間設(shè)定，扶梯運(yùn)行相應(yīng)時(shí)間后便會(huì)轉(zhuǎn)為停止、慢速運(yùn) 行一段時(shí)間后停止或者慢速運(yùn)行狀態(tài)(通過(guò)操作顯示盒菜單可以設(shè)置無(wú)人方式為無(wú)人停、 無(wú)人慢停或者無(wú)人慢行。如果設(shè)置無(wú)人慢停，則可以通過(guò)設(shè)置菜單的慢停延時(shí)來(lái)設(shè)定扶梯 無(wú)人慢停的低速運(yùn)行時(shí)間)，這樣設(shè)置的結(jié)果可能同樣達(dá)到節(jié)能的效果，同時(shí)也節(jié)省了旁路 變頻需要的硬件連接，降低了成本，也避免了變頻和工頻交替切換帶來(lái)的額外故障率。對(duì)電 機(jī)的過(guò)電流保護(hù)分過(guò)流1段、過(guò)流2段和過(guò)流3段，以更好地對(duì)電機(jī)出現(xiàn)過(guò)流時(shí)進(jìn)行有效的 分析；除了電機(jī)的過(guò)壓保護(hù)，還有電機(jī)的低壓保護(hù)信號(hào)，以便更全面地了解電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)的情況。另外本發(fā)明對(duì)來(lái)自保護(hù)信號(hào)板的任何一個(gè)故障可以進(jìn)行屏蔽處理，可以通過(guò)設(shè)置 操作顯示盒的相應(yīng)菜單實(shí)現(xiàn)，這樣針對(duì)不同生產(chǎn)通知單實(shí)現(xiàn)了通用性。
權(quán)利要求
一種扶梯一體化疊層變頻控制器，包括殼體和組裝其內(nèi)的主控板、變頻板、IO板、保護(hù)信號(hào)板以及操作顯示盒，其特征在于所述變頻板、IO板、主控板和保護(hù)信號(hào)板采用層疊方式順序放置，其間以銅柱連接在一起；在所述變頻板上方固定所述IO板，二者間通過(guò)一個(gè)連接電纜共用24V電源；在所述IO板上方固定所述主控板，二者間通過(guò)雙排插針相互連接；在所述主控板上方固定所述保護(hù)信號(hào)板，二者間通過(guò)單排插針相互連接；所述變頻板和所述主控板通過(guò)扁平電纜相連，所述主控板與所述操作顯示盒利用通訊電纜連接，所述主控板與所述保護(hù)信號(hào)板利用CAN通訊模塊連接，所述殼體底部設(shè)置與所述變頻板固定的散熱片，在所述散熱片的后部設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)，所述變頻板與所述散熱片之間固定有整流模塊和逆變模塊，所述變頻板與所述主控板之間設(shè)置隔離板相互隔開(kāi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扶梯一體化疊層變頻控制器，其特征在于所述主控板上設(shè) 有CPU模塊、串行通訊模塊及CAN通訊模塊，各模塊獨(dú)立覆銅且使其間采用開(kāi)關(guān)電源相互隔開(kāi)，所述io板設(shè)有采用多級(jí)濾波的開(kāi)關(guān)量輸入模塊和繼電器輸出的開(kāi)關(guān)量輸出模塊，所述保護(hù)信號(hào)板上的信號(hào)采用光耦隔離和多級(jí)濾波，所述變頻板采用集成的整流模塊、IPM模 塊，所述操作顯示盒采用通訊和仿真集成在一起的9針接口 。
全文摘要
一種扶梯一體化疊層變頻控制器，從根本上解決傳統(tǒng)扶梯變頻控制器的分立結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的占用空間大、信號(hào)傳送電纜較長(zhǎng)、安裝維修麻煩等問(wèn)題。其技術(shù)要點(diǎn)是變頻板、IO板、主控板和保護(hù)信號(hào)板采用層疊方式順序放置，殼體前半部分放置固定有變頻板的散熱片，變頻板上方固定有IO板且通過(guò)一個(gè)連接電纜與IO板共用24V電源，IO板上方固定有主控板且通過(guò)雙排插針相互連接，主控板上方固定有信號(hào)保護(hù)板且通過(guò)單排插針相互連接，變頻板和主控板通過(guò)扁平電纜相連，主控板與操作顯示盒利用通訊電纜連接，與保護(hù)信號(hào)板利用CAN通訊模塊連接，殼體的后半部分放置軸流風(fēng)機(jī)，變頻板與散熱片之間固定有整流模塊和逆變模塊。適用于自動(dòng)扶梯電氣控制系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B66B25/00GK101700852SQ20091018742
公開(kāi)日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者侯連君, 馮興梅, 崔玉石, 李振才, 秦衛(wèi)東, 谷云松, 齊富國(guó) 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)博林特電梯有限公司