一種電梯驅動器的制作方法

本實用新型涉及電梯控制技術領域，尤其涉及一種集成有電梯曳引機抱閘電源的電梯驅動器。

背景技術：

為實現電梯的可靠運行和停止，需要在電梯曳引機上加裝電磁抱閘系統。常閉式抱閘制動器在電梯升降時處于松閘狀態，在斷電或者到站時抱閘制動器使轎廂停止運動。現有的電梯控制系統主要由電梯驅動器和抱閘電源兩部分組成，電梯驅動器主要實現對曳引機的變頻調速，抱閘電源主要實現對曳引機制動器的抱閘控制，以防止電梯在停止時電梯轎廂出現“溜車”現象。在現有的電梯曳引機控制系統中，曳引機制動器的抱閘電源往往是獨立的一個部件，通過市電整定成所需的110V或80V直流電，再通過接觸器、繼電器與電梯驅動器實現電氣邏輯控制。雖然這種電梯控制系統能夠實現對電梯曳引機的控制，但是這種控制結構所需的元器件較多，控制邏輯復雜，且失效風險大，從而影響電梯安全性。此外，現有的電梯曳引機的控制結構還存在體積大、成本高、維修難度較大的問題。

因此，目前急需一種能夠集成抱閘電源，且安全性高、體積小、成本低的電梯驅動器。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種能夠集成抱閘電源，且安全性高、體積小、成本低的電梯驅動器。

為解決上述技術問題，實用新型采用如下所述的技術方案。一種電梯驅動器，包括整流單元、儲能濾波單元、逆變單元、抱閘電源、及控制器，所述整流單元連接在交流電網與所述儲能濾波單元之間，用于將交流電轉換成直流電，所述逆變單元連接在所述儲能濾波單元與曳引電動機之間，所述抱閘電源連接在所述儲能濾波單元與曳引制動器之間，所述控制器同時連接所述逆變單元和所述抱閘電源，所述控制器控制所述逆變單元的變頻輸出以控制所述曳引電動機的變頻調速以及控制所述抱閘電源的電壓輸出以實現對所述曳引制動器的制動控制。

優選地，所述抱閘電源包括依次相連接的第一開關單元、儲能回路單元、第二開關單元及續流單元，所述抱閘電源還包括連接在所述儲能回路單元和所述控制器之間的第一電壓檢測單元，所述控制器同時連接所述第一開關單元與所述第二開關單元，所述第二開關單元和所述續流單元分別與所述曳引制動器電性連接，所述第一電壓檢測單元用于檢測所述儲能回路單元的輸出電壓，所述控制器根據所述第一電壓檢測單元檢測到的輸出電壓控制所述第一開關單元的通斷以實現對所述抱閘電源的輸出電壓的調節，所述控制器控制所述第二開關單元的通斷控制以實現對所述曳引制動器的制動控制，所述續流單元用于當所述曳引制動器抱閘時，釋放所述曳引制動器線圈中的能量。

優選地，所述抱閘電源還包括用于檢測所述第二開關單元是否通斷異常的第二電壓檢測單元，所述第二電壓檢測單元同時連接在所述第二開關單元與所述控制器之間以及所述第二開關單元與所述續流單元之間。

優選地，所述第二電壓檢測單元與所述第一電壓檢測單元均為負反饋比例積分電路。

優選地，所述第一開關單元為第一MOS管，且所述第一MOS管的漏極連接所述直流電的正極，所述第一MOS管的源極連接所述儲能回路單元，所述第一MOS管的柵極連接所述控制器的輸出端，所述第二開關單元為第二MOS 管，所述第二MOS管的漏極連接所述儲能回路單元，所述第二MOS管的源極連接所述續流單元，所述第二MOS管的柵極連接所述控制器的輸出端。

優選地，所述儲能回路單元包括第一電感、及第一電容，且所述第一電感的一端連接所述第一MOS管的源極與所述第一二極管的陰極，所述第一電感的另一端連接所述第二MOS管的漏極與所述第一電容的一端，所述第一二極管的陽極連接所述直流電的負極和所述第一電容的另一端。

優選地，所述儲能回路單元包括第二電感、及第二電容，且所述第二電感的一端連接所述第一MOS管的源極與所述第二二極管的陰極，所述第二電感的另一端連接所述直流電的負極與所述第二電容的一端，所述第二二極管的陽極連接所述第二MOS管的漏極和所述第二電容的另一端。

優選地，所述抱閘電源還包括過電流保護單元，所述過電流保護單元連接在所述第一開關單元與所述直流電的正極之間。

優選地，所述續流單元包括第三二極管和第一電阻，所述第三二極管的陰極連接所述第二MOS管的源極，所述第三二極管的陽極連接所述第一電阻的一端，所述第一電阻的另一端連接所述直流電的負極。

優選地，所述續流單元包括第四二極管和第二電阻，所述第四二極管的陽極連接所述第二MOS管的源極，所述第四二極管的陰極連接所述第二電阻的一端，所述第二電阻的另一端連接所述直流電的負極。

本實用新型的有益技術效果在于：該電梯驅動器包括整流單元、儲能濾波單元、逆變單元、抱閘電源、及控制器，整流單元連接在交流電網與儲能濾波單元之間，用于將交流電轉換成直流電，逆變單元連接在儲能濾波單元與曳引電動機之間，抱閘電源連接在儲能濾波單元與曳引制動器之間，控制器同時連接逆變單元和抱閘電源，控制器控制逆變單元的變頻輸出以控制曳引電動機的變頻調速以及控制抱閘電源的電壓輸出以實現對曳引制動器的制動控制。本實用新型通過將抱閘電源集成到電梯驅動器中，從而縮小整個控制系統的體積，節省成本，減少接線。此外，由于整個電梯驅動器使用同一個控制器，相比現有技術省去了中間繼電器和接觸器環節，從而提高了整個系統的安全性和可靠性。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的一種電梯驅動器的結構示意圖；

圖2是圖1中的抱閘電源的結構示意圖；

圖3是本實用新型提供的一種抱閘電源的電路原理圖；

圖4是本實用新型提供的另一種抱閘電源的電路原理圖。

具體實施方式

為使本領域的普通技術人員更加清楚地理解實用新型的目的、技術方案和優點，以下結合附圖和實施例對實用新型做進一步的闡述。

參照圖1至圖4，該電梯驅動器1連接在交流電網與曳引電動機100及曳引制動器200之間，用于將交流電轉換成可供曳引電動機100和曳引制動器200 使用的電能且能夠控制曳引電動機100的變頻及曳引制動器200的制動。

該電梯驅動器1包括整流單元10、儲能濾波單元20、逆變單元30、抱閘電源40、及控制器50。整流單元10連接在交流電網與儲能濾波單元20之間，用于將交流電轉換成直流電；逆變單元30連接在儲能濾波單元20與曳引電動機100之間；抱閘電源40連接在儲能濾波單元20與曳引制動器200之間；控制器50同時連接逆變單元30和抱閘電源40，控制器50控制逆變單元30的變頻輸出以控制曳引電動機100的變頻以及控制抱閘電源40的電壓輸出以實現對曳引制動器200的制動控制。

其中，整流單元10用于將從交流電網接入的三相交流電RST如380V的交流電變換成直流電。儲能濾波單元20用于對轉換成的直流電進行穩壓。控制器 50發出控制指令并采用矢量控制或者V/F控制算法調整逆變單元30中開關管的工作組合從而完成直流電到曳引電動機100的變頻控制。此外，整流單元10 和儲能濾波單元20可采用常用的三相橋式全波整流濾波電路。逆變單元30可選用常用的橋式逆變電路。由于整流單元10、儲能濾波單元20、及逆變單元 30采用現有的電路結構，且本領域技術人員能夠掌握并了解相關技術，故此處不再贅述。此外，抱閘電源40用于為曳引制動器200提供電源，控制器50控制抱閘電源40以調整抱閘電源40的輸出電壓從而控制曳引制動器200的制動。

該電梯驅動器1包括整流單元10、儲能濾波單元20、逆變單元30、抱閘電源40、及控制器50，整流單元10連接在交流電網與儲能濾波單元20之間，用于將交流電轉換成直流電，逆變單元30連接在儲能濾波單元20與曳引電動機100之間，抱閘電源40連接在儲能濾波單元20與曳引制動器200之間，控制器50同時連接逆變單元30和抱閘電源40，控制器50控制逆變單元30的變頻輸出以控制曳引電動機100的變頻調速以及控制抱閘電源40的電壓輸出以實現對曳引制動器200的制動制動。本實用新型通過將抱閘電源40集成到電梯驅動器1中，從而縮小整個控制系統的體積，節省成本，減少接線。此外，由于整個電梯驅動器1使用同一個控制器50，相比現有技術省去了中間繼電器和接觸器環節，從而提高了整個系統的安全性和可靠性。

優選地，抱閘電源40包括依次相連接的第一開關單元41、儲能回路單元 42、第二開關單元44及續流單元45。抱閘電源40還包括連接在儲能回路單元 42和控制器50之間的第一電壓檢測單元43。控制器50同時連接第一開關單元 41與第二開關單元44。第二開關單元44和續流單元45分別與曳引制動器200 電性連接。第一電壓檢測單元43用于檢測儲能回路單元42的輸出電壓，控制器50根據第一電壓檢測單元43檢測到的輸出電壓控制第一開關單元41的通斷以實現對抱閘電源40的輸出電壓的調節，控制器50通過控制第二開關單元44 的通斷以實現對曳引制動器200的制動控制。續流單元45用于當曳引制動器 200抱閘時，釋放曳引制動器200線圈中的能量。

具體地，在本實用新型實施例中，抱閘電源40跨接在儲能濾波單元20之后的直流電的正負極之間，抱閘電源40對該直流電進行調整以轉換成曳引制動器200所需的電壓從而實現對曳引制動器200的制動控制。

抱閘電源40包括第一開關單元41和第二開關單元44，以及位于第一開關單元41和第二開關單元44之間的儲能回路單元42。第一電壓檢測單元43用于檢測儲能回路單元42的輸出電壓，并將該輸出電壓反饋給控制器50以使控制器50根據第一電壓檢測單元43檢測到的輸出電壓控制第一開關單元41的通斷從而實現對抱閘電源40的輸出電壓的調節。第二開關單元44串接在第一開關單元41之后，通過接收控制器50的控制指令來控制是否輸出電壓給曳引制動器200。藉由第一開關單元41和第二開關單元44的設置，可以實現由兩個獨立的電氣裝置來切斷制動器的電流以符合電梯安全規范。

優選地，抱閘電源40還包括用于檢測第二開關單元44是否通斷異常的第二電壓檢測單元46，第二電壓檢測單元46同時連接在第二開關單元44與控制器50之間以及第二開關單元44與續流單元45之間。

具體地，為了進一步提高該電梯驅動器1的安全控制，在本實用新型實施例中，該抱閘電源40還包括用于檢測第二開關單元44是否通斷異常第二電壓檢測單元46，該第二電壓檢測單元46連接在第二開關單元44與控制器50之間以及第二開關單元44與續流單元45之間。該第二電壓檢測單元46將檢測的電壓反饋給控制器50從而實現對第二開關單元44通斷狀態的檢測。

優選地，第二電壓檢測單元46與第一電壓檢測單元43均為負反饋比例積分電路。

具體地，在本實用新型實施例中，第一電壓檢測單元43和第二電壓檢測單元46均為負反饋比例積分電路。

優選地，第一開關單元41為第一MOS管VT1，且第一MOS管VT1的漏極D連接直流電的正極，第一MOS管VT1的源極S連接儲能回路單元42，第一MOS管VT1的柵極G連接控制器50的輸出端，第二開關單元44為第二 MOS管VT2，第二MOS管VT2的漏極D連接儲能回路單元42，第二MOS 管VT2的源極S連接續流單元45，第二MOS管VT2的柵極G連接控制器50 的輸出端。

具體地，在本實用新型實施例中，第一開關單元41為第一MOS管VT1。該第一MOS管VT1的漏極D連接直流電的正極，第一MOS管VT1的源極S 連接儲能回路單元42，第一MOS管VT1的柵極G連接控制器50的輸出端，通過控制器50輸出控制指令給第一MOS管VT1的柵極G以調節第一MOS管 VT1的通斷比例(占空比)來控制供給給曳引制動器200的輸出電壓。參照圖 3，在本實用新型實施例中，將直流電設置為U_in，將輸出電壓設置為U_out，將第一MOS管VT1的占空比設置為D,，則輸出電壓U_out＝U_in×D，可通過控制第一MOS管VT1的通斷比例D來調整輸出電壓U_out的大小。其中，儲能回路單元42用于調整并穩定該輸出電壓U_out。

在本實用新型實施例中，第二開關單元44為第二MOS管VT2。第二MOS 管VT2的漏極D連接儲能回路單元42，第二MOS管VT2的源極S連接續流單元45，第二MOS管VT2的柵極G連接控制器50的輸出端，通過控制器50 輸出控制指令給第二MOS管VT2的柵極G以調節第二MOS管VT2的通斷來控制是否將輸出電壓U_out供給給曳引制動器200。

可以理解地，第一開關單元41和第二開關單元44并不局限此，如第一開關單元41和第二開關單元44還可以為IGBT等，且第一開關單元41和第二開關單元44可以為相同器件也可以為不同器件，此處不作限定。

參照圖3，儲能回路單元42包括第一電感L1、第一二極管D1、及第一電容C1，且第一電感L1的一端連接第一MOS管VT1的源極S與第一二極管D1 的陰極，第一電感L1的另一端連接第二MOS管VT2的漏極D與第一電容C1 的一端，第一二極管D1的陽極連接直流電U_in的負極和第一電容C1的另一端。

具體地，在本實用新型實施例中，直流電U_in經過第一開關單元41對第一電感L1和曳引制動器200供電，并同時對第一電感L1充電。第一電感L1相當于一個恒流源，起傳遞能量作用.第一電容C1相當于恒壓源，在電路里起到濾波的作用。第一電感L1中儲存的能量可通過第一二極管D1形成回路并對曳引制動器200繼續供電，從而保證了曳引制動器200獲得連續的電流。

參照圖4，在一些其他可行的實施例中，儲能回路單元42可包括第二電感 L2、第二二極管D2、及第二電容C2，且第二電感L2的一端連接第一MOS管 VT1的源極S與第二二極管D2的陰極，第二電感L2的另一端連接直流電U_in的負極與第二電容C2的一端，第二二極管D2的陽極連接第二MOS管VT2的漏極D和第二電容C2的另一端。

藉由這種設置，由于第二二極管D2反接，直流電U_in經過第一開關單元 41之后電流無法流向曳引制動器200，直流電U_in為第二電感L2供電并對第二電感L2充電。第二電感L2充電通過由第二電容C2、第二二極管D2構成的回路釋放電能以供給給曳引制動器200從而實現為曳引制動器200供電。

需要說明的是，圖3中供給給曳引制動器200的輸出電壓U_out與直流電U_in方向相同，圖4中供給給曳引制動器200的輸出電壓U_out與直流電U_in方向相反。

優選地，抱閘電源40還包括過電流保護單元47，過電流保護單元47連接在第一MOS管VT1的漏極D與直流電U_in的正極之間。

為了調高該電梯驅動器1的過電流保護，在本實用新型實施例中，抱閘電源40中還包括過電流保護單元47，且該過電流保護單元47連接在第一MOS 管VT1的漏極D和直流電U_in的正極之間。優選該過電流保護單元47為熔斷絲。當電流過大，熔斷絲的電阻產生的熱量變大，當溫度超過預設閾值后熔斷絲熔斷，進而保護電路。

再次參照圖3，續流單元45包括第三二極管D3和第一電阻R1，第三二極管D3的陰極連接第二MOS管VT2的源極S，第三二極管D3的陽極連接第一電阻R1的一端，第一電阻R1的另一端連接直流電U_in的負極。

具體地，當抱閘電源40的輸出電壓U_out供給給曳引制動器200后，曳引制動器200動作進行抱閘制動。為了及時釋放曳引制動器200中線圈的能量，可通過續流單元45釋放曳引制動器200中線圈的能量。在本實用新型實施例中，將續流單元45包括第三二極管D3和第一電阻R1，第三二極管D3的陰極連接第二MOS管VT2的源極S，第三二極管D3的陽極連接第一電阻R1的一端，第一電阻R1的另一端連接直流電U_in的負極。當曳引制動器200抱閘制動時，曳引制動器200中的能量通過第一電阻R1和第三二極管D3形成回路以實現即時釋放能量。

再次參照圖4，續流單元45包括第四二極管D4和第二電阻R2，第四二極管D4的陽極連接第二MOS管VT2的源極S，第四二極管D4的陰極連接第二電阻R2的一端，第二電阻R2的另一端連接直流電U_in的負極。

具體地，當抱閘電源40的輸出電壓U_out供給給曳引制動器200后，曳引制動器200動作進行抱閘制動。為了及時釋放曳引制動器200中線圈的能量，可通過續流單元45釋放曳引制動器200中線圈的能量。在本實用新型實施例中，將續流單元45包括第四二極管D4和第二電阻R2，第四二極管D4的陽極連接第二MOS管VT2的源極S，第四二極管D4的陰極連接第二電阻R2的一端，第二電阻R2的另一端連接直流電U_in的負極。當曳引制動器200抱閘制動時，曳引制動器200中的能量通過第二電阻R2和第四二極管D4形成回路以實現即時釋放能量。

以上所述僅為實用新型的優選實施例，而非對實用新型做任何形式上的限制。本領域的技術人員可在上述實施例的基礎上施以各種等同的更改和改進，凡在權利要求范圍內所做的等同變化或修飾，均應落入實用新型的保護范圍之內。