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與中央控制器的輸入端連接； 調(diào)節(jié)信號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與中央控制器的輸入端連接；調(diào)節(jié)信號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)子磁極對數(shù)為4P或6P。 工作時(shí)，按下操作按鈕，信號輸入經(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與輸入信號比較送出PWMA或P麗B (脈沖寬度調(diào)制)控制信號，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)置能檢測磁場的霍爾傳感器(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和障礙物檢測信號。 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，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)輸入信號與電機(jī)內(nèi)部霍爾傳感器信號變化的速度加以比對(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)間長短。速度不夠則開關(guān)導(dǎo)通長，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。輸入信號與連接在直流無刷電機(jī)上的位置傳感器反饋輸出信號決定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，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(開關(guān)量)控制，實(shí)時(shí)跟蹤位置信號；在手動(dòng)工況，軌道交通安全門的運(yùn)行由站臺操作裝置輸入信號，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與中央控制器的輸入端連接；調(diào)節(jié)信號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。
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與中央控制器的輸入端連接；站臺手動(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B61B1/02GK101761284SQ20081023719
公開日2010年6月30日 申請日期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 申請人:重慶川儀自動(dòng)化股份有限公司