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电工维修知识 电梯变频门机体系与运动操控剖析
1 电梯变频门机概述
电梯是现代日子中不行短少的东西，而电梯门机体系又是整梯体系中动作最一再的部件，其功用直接影响到整梯的功用。电梯门机分为直流门机、沟通异步变频门机、永磁同步门机[1]（ 至于这三种门机的差异，因篇幅所限，不在这篇文章剖析）。在这三种门机中，沟通异步变频门机是现在运用量最大的电梯门机，这篇文章所剖析的便是这种门机。
沟通异步变频门机通常简称为变频门机，其构成首要分为三有些：变频门机操控体系、沟通异步变频电机、变频门机机械体系[2]，三有些的联络如图1所示。
图1可知，操控体系用于操控变频电机作业，变频电机又拖动机械体系作业。
关于纷歧样厂家的电梯，变频门机操控体系的详细计划会有所纷歧样，但构造原理是底子一样的，图2 即为变频门机操控体系的硬件构造原理框图。
在图2 中，高压直流驱动电源为310 V 摆布，用作驱动模块的逆变作业电源，低压直流操控电源的电压等级包含5 V、15 V、24 V 等，纷歧样厂家的体系会有所纷歧样；参数存储器通常运用EEPROM；电撒播感器通常设有两个，接在两相电机线上，第三相电机线的电流经进程序中的数学运算得到；编码器及其反响信号接口电路在“编码器操控方法”下需求，在“速度开关操控方法”下不需求，关于操控方法（即运动操控方法），将鄙人文剖析。
与变频门机操控体系的状况相似，关于纷歧样厂家的电梯，变频门机机械体系的详细计划也会有所纷歧样，但构造原理是底子一样。变频门机的机械体系分为两大有些：轿门侧机械有些和厅门侧机械有些，轿门和厅门经过一种称为“系合设备”的机械部件联接在一同，电机拖动轿门运动，轿门经过“系合设备”股动厅门一同运动。厅门侧机械有些除没有电机及其减速安排外，其他跟轿门侧机械有些相似，为节省篇幅，这篇文章仅介绍轿门侧机械有些。变频门机轿门侧机械有些的构造暗示图如图3 所示。
从图3可看出，轿门侧机械构造由两扇轿门和轿门上坎两大有些构成，上坎上散布着各种部件，图中所画为首要部件。其间滑轮组（两组）联接轿门与上坎，将轿门吊挂在上坎导轨上，滑轮组的皮带夹板卡住皮带，使得皮带能够拖动滑轮组在导轨上运动，然后拖动轿门运动。上坎上的开门极限开关和关门极限开关，用于查看轿门是不是运动到开门极限方位或关门极限方位。电机尾部的编码器和上坎上的速度开关并不是一同都需求，这取决于纷歧样的运动操控方法。
2 变频门机的运动操控方法及操控信号构成
变频门机的运动操控方法分为“编码器操控方法”和“速度开关操控方法”。在运用“编码器操控方法”时，电机尾部设备有编码器，但上坎上不设备速度开关。在这种操控方法下，经过编码器既能查看轿门方位，又能查看轿门速度，因而能够运用方位和速度闭环操控，“编码器操控方法”下的操控信号构成如图4所示。
图4 中的开门信号、关门信号、平层信号由电梯整梯操控体系宣告，其间平层信号是指电梯抵达每一楼层平面方位时发作的信号；开门极限信号与关门极限信号是指轿门运动到开门极限方位和关门极限方位时，由开门极限开关和关门极限开关发作的信号；安全触板和光电光幕是查看阻挠物的设备[3] [4]，设备在轿门的门沿上（图3 中未画出），这两个设备只需在关门进程中才有用，当有阻挠物时，会发作安全触板信号和光电光幕信号，以便整梯操控体系和门机操控体系施行维护；编码器用来反响轿门运动速度、查看轿门方位和运动方向。“编码器操控方法”下的速度切换点经过查看轿门方位来断定。
在运用“速度开关操控方法”时，电机不带编码器，而是依据上坎的速度开关来查看速度切换点。在这种操控方法下，没有方位查看，也没有速度查看，因而只能运用方位和速度开环操控，“速度开关操控方法”下的操控信号构成如图5 所示。
图5跟图4比照，仅仅编码器信号用速度开关信号代替，其他操控信号二者彻底一样。两个速度开关仅用作变频门机运动进程中的速度切换点。
3 变频门机的运动曲线
在“编码器操控方法”下，变频门机关门进程的志向运动曲线（即程序中设定的运动曲线）如图6 所示。
在图6 中，横轴标明关门行程，纵轴标明运动速度；0点为开门极限方位兼榜首加快段初步点，A 点为榜首加快段接连点、第二加快段初步点；B 点为第二加快段接连点、匀速段初步点；C点为匀速段接连点、榜首减速段初步点；D 点为榜首减速段接连点、第二减速段初步点；E点为第二减速段接连点兼关门极限方位。从图中可看出，减速行程CE 段比加快行程OB段要长，这是门机运动时的工况和安全特性所恳求的；A、B、C、D 四个速度切换点的方位经过编码器来查看。
在“速度开关操控方法”下，变频门机关门进程的志向运动曲线如图7 所示。
在图7 中，B 点为加快段接连点、匀速段初步点；C点为匀速段接连点、减速段初步点；B 点与C点的信号由两个速度开关发作；图中的横轴、纵轴、O 点、E 点的含义与图6 一样，纷歧样的是，图6中的加快段与减速段都有两段，而图7 中的加快段与减速段都只需一段，这是由于在图6 中，有四个速度切换点，而在图7中，只需两个速度切换点，由于只需两个速度开关，假定要再添加两个速度开关，不只需添加商品本钱，并且设备方位也很严峻，格外是开门宽度比照小的电梯门机，无法设备四个速度开关。因图7的这种特性，致使“速度开关操控方法”下，门机运动进程的滑润性不如“编码器操控方法”。
以上只剖析了关门运动曲线，至于开门运动曲线，除运动方向与关门运动曲线纷歧样外，其他与关门运动曲线相似。
在图6 与图7 中，加快段与减速段的志向曲线都是接连的，但实习施加的速度信号是不接连的，而是经过步频来结束的，步频的概念请见图8，现以加快进程来阐明步频的概念。图8 是从加快段志向曲线中选一小段拓宽，从图中能够看出，拓宽后呈阶梯状，在加快进程中，速度的添加是经过间隔时刻驻T来添加频率驻f（电机电源频率）结束的，驻f称为步频。在计划志向曲线时，要先核算出加快进程需求多少时刻，然后核算出步频的详细数值。步频的数值是频率分辩率的整数倍，比方关于频率分辩率为0.1 Hz的变频门机体系，步频的数值可为0.3 Hz、0.4 Hz 等，详细数值由计划者依据实习状况断定，步频的数值不能太大，不然在加减速时会呈现振荡。
4 编码器操控方法下的运动方位与方向查看
在“编码器操控方法”下，能够依据编码器信号的四倍频计数值来查看轿门的方位，一同依据编码器的旋转方历来差异轿门的运动方向。图9为编码器的四倍频计数及其计数方向暗示图。
从图9 可看出，编码器输出的A 路信号和B路信号为相位差90°的周期方波信号，在DSP（或单片机）芯片内部有专门用于编码器信号计数的 90°相移计数器，当A路信号的上升沿/降低沿超前B路信号的上升沿/ 降低沿时，计数器的计数方向为增计数；当A路信号的上升沿/降低沿滞后B路信号的上升沿/ 降低沿时，计数器的计数方向为减计数。若设定增计数时电机的运动方向为正方向，则减计数时电机的运动方向就为反方向。
DSP（或单片机）芯片内部的编码器信号接口运用两路周期信号的四个边缘加工成四倍频的计数信号，四倍频的计数信号有利于跋涉电动机角位移的分辩率，也即能够跋涉轿门运动方位和运动速度的分辩率，门机操控体系便是经过这个四倍频计数值来查看轿门运动方位和运动速度的。
例如，轿门从开门极限方位到关门极限方位的间隔是500 mm，电机要旋转10 转，也即编码器要旋转10 转，假定编码器的分辩率为 512 个方波/转，则编码器旋转10 转后，四倍频计数值为512×4×10＝20 480，每个计数值所代表的间隔为500 mm /20 480＝0.024 4 mm。现设定开门极限方位时的四倍频计数值为0，则当四倍频计数值为5 000 时，标明轿门向关门极限方位运动的间隔为5 000×0.0244＝122 mm。
5 结语
在电梯变频门机的两种运动操控方法中，“速度开关操控方法”不只程序算法简略，并且节省了报价相对较高的编码器，但因其不能查看轿门的运动方向、方位和速度，所以只能运用方位和速度开环操控，这将致使操控精度相对要差，并且在这种操控方法下，门机运动进程的滑润性不太好，因而现在很少运用，底子上运用“编码器操控方法”。
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