專利名稱：Pwm斬波式制動器全自動控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于制動控制技術領域，具體涉及用于電磁制動器或離合器的開閘一維持一斷電上閘制動，全過程的智能控制裝置。
背景技術：
隨著電梯及永磁式電梯用曳弓I機的推廣普及，與永磁式電梯用曳弓I機配套的電磁制動器和離合器獲得了廣泛應用。因此為配合各種制動器和離合器產生了多種整流控制裝置，其中有電阻降壓法、全波開閘半波維持法、可控硅觸發法等，先進一些的可以控制制動器和離合器運行狀態時的電壓，而上電開閘及失電合閘均處于失控狀態，從而造成開閘、合閘聲音過大，對機械結構有較大沖擊，浪費材料、浪費能源并影響制動器使用壽命。
發明內容
本發明所要解決的技術難題是提供一種PWM斬波式制動器全自動控制裝置，用于電磁制動器或離合器從開閘一維持一斷電上閘制動的全過程的智能控制。本發明采用了以下技術方案解決上述技術問題的一種PWM斬波式制動器全自動控制裝置，包括橋式整流電路、濾波電容、第一開關管、第二開關管、中央處理器，以及位置檢測開關，所述濾波電容并聯在橋式整流電路的正負輸出端之間，第一開關管的漏極連接到橋式整流電路的正輸出端，源極連接到電磁制動器的電磁線圈的一端，第二開關管的漏極連接到電磁線圈的另一端，源極連接到橋式整流電路的負輸出端，第一、第二開關管的柵極連接到中央處理器，所述位置檢測開關檢測制動器的閘狀態，并將監測信息送入中央處理器，所述中央處理器采用PWM方波智能控制第一開關管、第二開關管，所述中央處理器采樣濾波電容上的電壓。作為本發明的進一步改進所述位置檢測開關包括合閘位光電開關、中間位光電開關，以及開閘到位光電開關。該PWM斬波式制動器全自動控制裝置還包括制動電阻以及續流二極管，制動電阻一端連接到第一開關管的源極和電磁線圈之間，制動電阻另一端和續流二極管的陰極相連，續流二極管的陽極連接到第二開關管的漏極與電磁線圈之間。中央處理器PWM控制的工作原理如下第二開關管在開閘及運行時處于開啟狀態，在合閘時通過中央處理器程序控制以保證最佳合閘狀態，第一開關管在合閘時處于關閉狀態，開閘及運行時處于中央處理器控制下； 上電開閘及維持狀態時由中央處理器產生PWM波維持電磁制動器開閘及運行，首先送全壓以使電磁制動器快速開閘，此時第一開關管及第二開關管全開，當檢測到中間位光電開關信號時即以為電磁制動器已脫離制動輪，此時中央處理器傳送逐步衰減的PWM波控制信號至第一開關管以在電磁制動器上產生逐步減小的電壓，當檢測到開閘到位光電開關信號時即以為已開閘到位 ，此時中央處理器傳送維持PWM波信號至第一開關管以在電磁制動器上產生維持電壓；合閘時，首先關閉第一開關管以使電磁制動器快速動作，當檢測到中間位光電開關動作時，送PWM波信號至第二開關管以在電磁制動器上產生柔性反作用力，當檢測到合閘位光電開關動作時關第二開關管以可靠合閘。所述中央處理器提供通訊接口，上電開閘及維持狀態時合閘位光電開關、中間位光電開關狀態信息通過中央處理器上的通訊接口通知制動器的主控電腦，合閘時開閘到位光電開關、中間位光電開關狀態信息通知主控電腦。所述中央處理器還提供儀表接口。所述PWM斬波式制動器控制裝置還包括一第一二極管，所述第一二極管的陰極連接在第一開關管的源極和電磁線圈之間，陽極連接在橋式整流電路的負輸出端。所述第一開關管、第二開關管是互補金屬氧化物半導體或絕緣柵雙極型晶體管。本發明的優點在于在電磁制動器或離合器上電開閘、維持運行、斷電合閘全過程中進行全程數字智能控制，通過在制動器(離合器)上裝設的三個光電開關檢測制動器(或離合器)的動作位置及動作時間以實現對制動器實行開合閘最優運行。同時通過中央處理器將制動器狀態實時傳送給電梯主控電腦及顯示儀表等。不僅達到節能、降噪、延長使用壽命的目的。同時制動器實時信息與主控電腦聯網，可使電梯、電機等設備運行更安全。
圖I是本發明PWM斬波式制動器全自動控制裝置的電路原理圖。
具體實施例方式請參閱圖1，圖I中示出了一組完整的PWM斬波式制動器全自動控制裝置，本發明PWM斬波式制動器全自動控制裝置包括橋式整流電路I、濾波電容Cl、第一開關管Ql、第二開關管Q2、中央處理器(CPU)、合閘位光電開關GK1、中間位光電開關GK2，以及開閘到位光電開關GK3。所述濾波電容Cl并聯在橋式整流電路I的正負輸出端之間，第一開關管Ql的漏極(D)連接到橋式整流電路I的正輸出端，源極(S)連接到電磁制動器的電磁線圈L的一端，第二開關管Q2的漏極(D)連接到電磁線圈L的另一端，源極(S)連接到橋式整流電路I的負輸出端，第一、第二開關管Q1、Q2的柵極(G)連接到中央處理器(CPU)。所述中央處理器(CPU)采用PWM方波智能控制第一開關管Q1、第二開關管Q2。所述合閘位光電開關GK1、中間位光電開關GK2，以及開閘到位光電開關GK3檢測制動器的閘狀態，并將監測信息送入中央處理器(CPU)。同時中央處理器(CPU)提供通訊接口及儀表接口。中央處理器同時采樣濾波電容Cl上的電壓，濾波電容Cl上的電壓通過電阻分壓電容濾波后加到中央處理器的采樣端口。作為優選實施例，本發明PWM斬波式制動器全自動控制裝置還包括制動電阻Rl以及續流二極管D6，制動電阻Rl —端連接到第一開關管Ql的源極(S)和電磁線圈L之間，制動電阻Rl另一端和續流二極管D6的陰極相連，續流二極管D6的陽極連接到第二開關管Q2的漏極⑶與電磁線圈L之間。
PWM斬波式制動器全自動控制裝置的工作原理如下
上電開閘及運行維持狀態交流輸入電源經過橋式全波整流，由濾波電容Cl濾波產生脈動直流，中央處理器(CPU)采樣其上電壓，CPU通過采樣電壓計算再根據電磁線圈L的電阻及電磁制動器型號，再與國家啟動時間限制比較得出最佳開閘時間，從而得出開閘所需最佳電壓。開閘后最佳維持電壓由線圈電阻及制動器型號以及制動器溫升要求及節能要求加上安全裕量得出。并控制第一、第二開關管Ql、Q2,同時檢測合閘位光電開關GKl,中間位光電開關GK2狀態信息，計算其動作時間tl與設定時間比較實時調整以保證開閘速度快且柔和，同時將合閘位光電開關GK1、中間位光電開關GK2狀態信息通過中央處理器上的通訊接口通知制動器的主控電腦，可使主控電腦開機更準確，檢測開閘到位光電開關GK3狀態，到位后即進入維持狀態，以節省電能，避免制動器發熱。斷電合閘狀態中央處理器首先檢測開閘到位光電開關GK3狀態、中間位光電開關GK2狀態及其動作時間t2，以中間位光電開關GK2的開關狀態配合制動電阻R1，續流二極管D6以電磁線圈L內殘余電感能量保證制動器均衡柔性合閘到位，同時可將開閘到位光電開關GK3、中間位光電開關GK2狀態信息通知主控電腦，可使主控設備關機動作更加準確。中央處理器PWM控制的工作原理第二開關管Q2在開閘及運行時處于開啟狀態，在合閘時通過中央處理器程序控制以保證最佳合閘狀態。第一開關管Ql在合閘時處于關閉狀態，開閘及運行時處于中央處理器控制下。上電開閘及維持狀態時由中央處理器產生PWM波維持電磁制動器開閘及運行，首先送全壓以使電磁制動器快速開閘，此時第一開關管Ql及第二開關管Q2全開。當檢測到中間位光電開關GK2信號時即以為電磁制動器已脫離制動輪，此時中央處理器傳送逐步衰減的PWM波控制信號至第一開關管Ql以在電磁制動器上產生逐步減小的電壓。當檢測到開閘到位光電開關GK3信號時即以為已開閘到位，此時中央處理器傳送維持PWM波信號至第一開關管Ql以在電磁制動器上產生維持電壓。合閘時，首先關閉第一開關管Ql以使電磁制動器快速動作。當檢測到中間位光電開關GK2動作時，送PWM波信號至第二開關管Q2以在電磁制動器上產生柔性反作用力。當檢測到合閘位光電開關GKl動作時關第二開關管Q2以可靠合閘。作為優選實施例，本發明PWM斬波式制動器全自動控制裝置還包括二極管D5，二極管D5的陰極連接在第一開關管Ql的源極(S)和電磁線圈L之間，陽極連接在橋式整流電路I的負輸出端。上述實施例中，第一開關管Ql、第二開關管Q2可以是CMOS (ComplementaryMetal Oxide Semiconductor,互補金屬氧化物半導體)或 IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor,絕緣柵雙極型晶體管)。通過本發明的技術方案可以實現以下技術效果上電開閘狀態它能夠首先對網絡電壓計算預估應饋入制動器電壓，同時檢測光電開關動作時間以實時調整饋入電壓大小，既保證能迅速可靠開閘，又能避免過多饋入能量，同時減小沖擊力，達到降低噪音，節約能源，延長使用壽命的效果。維持狀態一旦檢測到光電開關狀態顯示開閘成功即轉入低電壓維持狀態。其維持電壓不隨網絡電壓變化。僅以滿足可靠維持為準。在保證可靠維持的前提下避免制動器發熱，減小能源消耗，降低溫升，延長使用壽命。斷電合閘制動狀態斷電過程亦通過對光電開關狀態監測，配合制動電阻等以實現均衡柔性合閘，到位時提供準確信號，既避免因單純采用續流二極管續流造成的合閘制動延時，又避免因硬關斷造成釋放沖擊力過大，巨大沖量所造成的噪聲及對機械的沖擊，同時還能確保制動器快速、可靠、準確制動。同時動作完成時能提供準確信號。以上所述僅為本發明的 較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種PWM斬波式制動器全自動控制裝置，其特征在于包括橋式整流電路、濾波電容、第一開關管、第二開關管、中央處理器，以及位置檢測開關，所述濾波電容并聯在橋式整流電路的正負輸出端之間，第一開關管的漏極連接到橋式整流電路的正輸出端，源極連接到電磁制動器的電磁線圈的一端，第二開關管的漏極連接到電磁線圈的另一端，源極連接到橋式整流電路的負輸出端，第一、第二開關管的柵極連接到中央處理器，所述位置檢測開關檢測制動器的閘狀態，并將監測信息送入中央處理器，所述中央處理器采用PWM方波智能控制第一開關管、第二開關管，并且所述中央處理器采樣濾波電容上的電壓。
2.根據權利要求I所述的PWM斬波式制動器全自動控制裝置，其特征在于所述位置檢測開關包括合閘位光電開關、中間位光電開關，以及開閘到位光電開關。
3.根據權利要求2所述的PWM斬波式制動器全自動控制裝置，其特征在于還包括制動電阻以及續流二極管，制動電阻一端連接到第一開關管的源極和電磁線圈之間，制動電阻另一端和續流二極管的陰極相連，續流二極管的陽極連接到第二開關管的漏極與電磁線圈之間。
4.根據權利要求2或3所述的PWM斬波式制動器全自動控制裝置，其特征在于中央處理器PWM控制的工作原理如下 第二開關管在開閘及運行時處于開啟狀態，在合閘時通過中央處理器程序控制以保證最佳合閘狀態，第一開關管在合閘時處于關閉狀態，開閘及運行時處于中央處理器控制下； 上電開閘及維持狀態時由中央處理器產生PWM波維持電磁制動器開閘及運行，首先送全壓以使電磁制動器快速開閘，此時第一開關管及第二開關管全開，當檢測到中間位光電開關信號時即以為電磁制動器已脫離制動輪，此時中央處理器傳送逐步衰減的PWM波控制信號至第一開關管以在電磁制動器上產生逐步減小的電壓，當檢測到開閘到位光電開關信號時即以為已開閘到位，此時中央處理器傳送維持PWM波信號至第一開關管以在電磁制動器上產生維持電壓； 合閘時，首先關閉第一開關管以使電磁制動器快速動作，當檢測到中間位光電開關動作時，送PWM波信號至第二開關管以在電磁制動器上產生柔性反作用力，當檢測到合閘位光電開關動作時關第二開關管以可靠合閘。
5.根據權利要求4所述的PWM斬波式制動器全自動控制裝置，其特征在于所述中央處理器提供通訊接口，上電開閘及維持狀態時合閘位光電開關、中間位光電開關狀態信息通過中央處理器上的通訊接口通知制動器的主控電腦，合閘時開閘到位光電開關、中間位光電開關狀態信息通知主控電腦。
6.根據權利要求I所述的PWM斬波式制動器全自動控制裝置，其特征在于所述中央處理器提供儀表接口。
7.根據權利要求I所述的PWM斬波式制動器控制裝置，其特征在于還包括一第一二極管，所述第一二極管的陰極連接在第一開關管的源極和電磁線圈之間，陽極連接在橋式整流電路的負輸出端。
8.根據權利要求I所述的PWM斬波式制動器控制裝置，其特征在于所述第一開關管、第二開關管是互補金屬氧化物半導體或絕緣柵雙極型晶體管。
全文摘要
本發明提供一種PWM斬波式制動器全自動控制裝置，包括橋式整流電路、濾波電容、第一開關管、第二開關管、中央處理器，以及位置檢測開關，所述濾波電容并聯在橋式整流電路的正負輸出端之間，第一開關管的漏極連接到橋式整流電路的正輸出端，源極連接到電磁制動器的電磁線圈的一端，第二開關管的漏極連接到電磁線圈的另一端，源極連接到橋式整流電路的負輸出端，第一、第二開關管的柵極連接到中央處理器，所述位置檢測開關檢測制動器的閘狀態，并將監測信息送入中央處理器，所述中央處理器采用PWM方波智能控制第一開關管、第二開關管。本發明的優點在于實現全自動智能控制，達到節能、降噪、延長使用壽命的目的。
文檔編號B66D5/30GK102627243SQ20121010168
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者楊光成, 陳本義 申請人:安徽廣德昌立制動器有限公司