关于直线电机的电梯门机控制系统的研究

　　摘要：本文分析了直线电机的基本结构以及工作原理，并在此基础上研究了直线电机的电梯门机控制系统设计工作细节，希望能够为相关工作的展开提供合理参考和帮助。

　　关键词：直线电机;电梯门机;控制系统

　　引言：电梯门机控制系统指的是在电机驱动电梯门扇运行的过程中，保障能够严格按照设计要求执行安全开关门指令。但实际上由于电梯门机控制系统本身的不完善，导致在开关和运行过程中产生安全问题是常见情况，为保障人们造使用电梯时的安全系数，有关行业和部门需要深入研究直线电机电梯门控制系统的设计。

　　一、直线电机基本结构及工作原理

　　(一)基本结构

　　直线电机是由传统旋转电机的结构简单演化而来，将传统的旋转电机延径分开后，可以将电机的圆周展开成直线。其中定子演化而成的一侧称为初级，而转子演化成的一侧叫做次级。

　　(二)工作原理

　　直线电机的三相初级绕组中连接三相对称的正旋电流之后，就会产生气隙行波磁场。其中次级导条在行波磁场的切割作用下将感应电动势，同时产生电流。但导条的电流和气隙磁场的相互作用下会产生电磁推力，在此种推力的作用下，若初级和次级中有一个处于固定不动的状态，那么另一个就会由于行波磁场的作用产生直线运动，即直线电机的基础工作原理[1]。

　　二、直线电机的电梯门机控制系统设计

　　(一)系统初始化和主循环

　　软件需要对处理器和外接口展开基础设置，设置完成后就能够开放中断，此时工作人员可以进一步设置电梯门机控制系统运行需要的参数，并实现理想的预期控制。

　　在初始化结束后，若硬件设备产生中断信号，同时被CPU接收响应，门机系统软件将自主进入中断对应的子程序继续运行，达到完成相关软件所需功能的目的。

　　系统初始化结束后，系统软件控制程序就会主动进入主循环体，并按照设定好的门机系统参数以及数据对门机产生合理控制。

　　系统软件当中的DSP器件中共有40个双向I/O引脚，在设计过程中，工作人员需要进行正确的引脚设置之后，才能保障门机正常工作。在设置时，应先设置引脚功能，即确定引脚功能在运行过程中是作为特殊功能还是I/O功能使用。若作为I/O功能使用，则要设置引脚属于输入引脚还是输出引脚。

　　系统软件当中的定时器设置也是初始化工作的一部分，定时器设置的作用在于保障设置门机运行过程的加减速时间，最终得出S曲线运行所需时间。若想使逆变器的PWM输出波形产生改变，可以改变电机电压，最终达到对电机进行调速的目的。

　　此外，还有键盘和显示接口，主显示的内容主要是门机系统工作状态以及相关参数，工作人员可以利用此部件对电机运行数据展开适当的修改和优化，为后续工作奠定基础。

　　(二)系统软件主要功能实现的相关程序

　　系统软件主要功能实现的相关程序以某系统为例，具体设计细节如下：

　　1.电机驱动和控制

　　一方面，该系统软件的电机开门过程，即由控制器控制逆变器，再改变PWM的输出值，促使电机的初始速度，从0开始加速，直至n4之后，开始保持时间不变，从而继续改变PWM输出值，促使电机能够减速到n6，当迟到门扇与限位开关相遇后，电机的运行速度会从n6转化为n7，并保持不变，为电梯门提供持续的开关门动力。

　　另一方面是该系统软件的关门过程，即先将逆变器的PWM输出改变，促使电机断电后，转速迅速转变为0，并将原有的开门堵转力撤销，随后系统会控制电机反转按照关门曲线所对应的加减速执行最终的关门动作。当迟到门扇遇到发出关门到位信号的限位开关，就会将PWM的输出转化为0，门机也会依靠惯性运行，直到关门动作完成。

　　2.门机运行和S加、减速曲线

　　为保障门机运行工过程中的机械冲击能够降低，同时系统稳定性提高，即增加人们使用电梯的舒适性，在门机加减速的过程中需要使用S曲线，即DSP控制电机的加减速，其本质是周期寄存器和比较寄存器的控制。若定时器的数值与周期寄存器的周期值相同，则定时器就会按照原有的计数方式进行复位，或展开递减操作，并生成周期中断的申请。在定时器中计数器的值和比较值相同时，比较输出引脚会产生跳变，或者启动转换，同样，也会产生比较中断的请求。简单讲就是改变比较值可以改变PWM波的占空比。而改变周期值则能够改变PWM波的频率，也能对门机运行速度起到调整效果。

　　3.人机交互功能程序

　　人机交互功能程序指的是操作者可以通过键盘和显示电路对系统的参数进行设定。系统当中的键盘和显示控制主要由芯片实现，则显示器在一般情况下能够体现出电机转速、电流、加减速时间等，一旦有按键被触发，KEY就会转化成低电平，同时芯片响应中断，最终执行按键触发所对应的中断服务电子程序。

　　4.系统监测功能程序

　　系统软件需要对门窗的开关过程存在的开关门到位极限位置信号，发出的过流、过热等相关报警信号，向电机发出反转开门信号，最终实现连续监测。

　　当电机开门运行过程中遇到开门极限时，控制器控制逆变器会对PWM输出造成改变，促使电机速度降低指导n7并保持，而当电机关门运行与关门极限相遇，则控制器会此时逆变器的PWM输出降为0。

　　同样，当硬件电路存在过流、短路以及欠压等报警信号时，抱紧信号送到DSP时就会产生中断响应，即执行中断服务子程序，此时电机停止运转，保障设备安全。

　　在电梯门正常关闭时，一旦遇到突发外力，就会及时产生门扇关门遇堵的信号，同时控制器也会立即控制电机反转，按照第二加速时间进行开门运行。在开开门到后，经过短时间的等待，门扇又会按照第一加减速关门运行。此外，电机的运行方向主要是由开关门指令确定，若电机正转时是开门运行，而电机反转，则为关门运行，单根山按照正常的第一加减速开门，系统默认等待时间一般是30s，一旦出现等待结束后依旧没有发出关门指令的情况，门机系统依然会正常关门运行[2]。

　　设备运行论文投稿刊物：《中国设备工程》曾用刊名：(中国设备管理;设备管理)1985年创刊是中国工业领域的国家级宣传平台，国家一级刊物。以宣传报道国家工业发展工作的战略、政策、法规，关注全球工业、设备管理等全面解决方案的专业载体。

　　结束语：综上所述，与传统的直流和交流电机相比，本文所研究的电机能够直接驱动电梯门扇，展开直线运行。除此之外，稳重提到的电机作电梯门机的优势还有体积小、结构简单等，因此具有较高的研究价值。

　　参考文献：

　　[1]陈刚,赵衍杰.电梯门机装配线自动化输送系统设计与开发论述[J].中国设备工程,2020(09):125-126.

　　[2]马越.电梯门机控制系统研发[D].苏州大学,2018.

　　作者：张杰

转载请注明来自发表学术论文网：http://www.fbxslw.com/jzlw/24081.html