轨道交通安全门的控制器

1.一种轨道交通安全门的控制器，包括传感器、中央控制器CPU和电机，其特征在于：
调节信号输入的中央控制器CPU的PWMA输出端与一个DC/AC转换器输入端连接，带减速器的直流无刷电机A的三相分别与一个DC/AC转换器的三组晶体管连接，直流无刷电机A的输出端分别连接轨道交通安全门和位置传感器A，轨道交通安全门的输入和输出信号与中央控制器CPU的输入端连接；调节信号输入的中央控制器CPU的PWMB输出端与另一个DC/AC转换器输入端连接，带减速器的直流无刷电机B的三相分别与一个DC/AC转换器的三组晶体管连接，直流无刷电机B的输出端分别连接轨道交通安全门和位置传感器B，站台手动操作装置通过电连接与中央控制器CPU的输入端连接；外部电源输入通过AC/DC转换器为控制器提供直流电源，直流电源正极与后级电源之间串联冲击电流保护电路，AC/DC转换器的正、负级经过保护电路和滤波处理后分别与两个DC/AC转换器的输入端连接，通讯单元与中央控制器CPU通过CAN通讯接口连接。
2.根据权利要求1所述的轨道交通安全门的控制器，其特征在于：所述AC/DC转换器为控制器提供直流电源，直流电源正极与后级电源之间串联冲击电流保护电路。
3.根据权利要求1所述的轨道交通安全门的控制器，其特征在于：所述的直流无刷电机A和直流无刷电机B均采用霍尔传感器作为电机的换相检测。
4.根据权利要求1所述的轨道交通安全门的控制器，其特征在于：所述的位置传感器A和位置传感器B均采用的是霍尔传感器反馈。
5.根据权利要求1所述的轨道交通安全门的控制器，其特征在于：所述的直流无刷电机A和直流无刷电机B均为隐极式永磁转子，转子磁极对数为4P或6P。

轨道交通安全门的控制器\n技术领域\n[0001] 本发明属于自动化控制领域，特别涉及一种轨道交通安全门的控制器。\n背景技术\n[0002] 目前控制轨道交通的轨道交通安全门的构成主要有：无刷直流电动机，控制器，变速机构，传感器等构成的轨道交通安全门；由单相交流伺服电机，两个控制器，两个变速机构，传感器等构成的轨道交通安全门；要由三相交流电动机或三相变频电动机，控制器，减速机构，传感器等构成的轨道交通安全门；还有近年来发展起来的单相或三相串接电磁制动电机，控制器，变速机构，传感器等构成的轨道交通安全门；控制这些轨道交通的轨道交通安全门开关的方法在使用过程中均存在一定的缺点：1.有刷直流电动机和控制，由于换向器换向火花等原因，电刷和换向器的接触电阻很大，电机整体电阻较大，容易发热，维护成本高，可靠性低，不能用于轨道交通安全门的控制；2.用两个控制器控制两个变速机构，系统复杂，维护成本高，可靠性低；3.三相交流电动机，控制器，传感器等构成的轨道交通安全门，虽然有启动转矩小，启动电流大的优点，但低速运行时系统效率低，不能满足轨道交通安全门的柔性启动和关闭，特别是两个轨道交通安全门同时的柔性启动和关闭的要求；4.用单相或三相串接电磁制动的电机，其体积大，不适合安装在轨道交通安全门体内的狭小空间。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的是提供一种轨道交通安全门的控制器，它输出功率调整方便，能保证两个轨道交通安全门的启动、定位准确，轨道交通安全门的开、关易于控制，并且体积小，外型美观坚固。\n[0004] 实现本发明的技术方案是：\n[0005] 轨道交通安全门的控制器，包括传感器、中央控制器和电机，调节信号输入的中央控制器的PWMA输出端与一个DC/AC转换器输入端连接，带减速器的直流无刷电机A的三相分别与一个DC/AC转换器的三组晶体管连接，直流无刷电机A的输出端分别连接轨道交通安全门和位置传感器A，轨道交通安全门的输入和输出信号与中央控制器的输入端连接；\n调节信号输入的中央控制器的PWMB输出端与另一个DC/AC转换器输入端连接，带减速器的直流无刷电机B的三相分别与一个DC/AC转换器的三组晶体管连接，直流无刷电机B的输出端分别连接轨道交通安全门和位置传感器B，站台手动操作装置通过电连接与中央控制器的输入端连接；外部电源输入通过AC/DC转换器为控制器提供直流电源，直流电源正极与后级电源之间串联冲击电流保护电路(保护电路由二极管和热敏电阻构成)，AC/DC转换器的正、负级经过保护电路和滤波处理后分别与两个DC/AC转换器的输入端连接，通讯单元(通讯单元是一种协议处理部件)与中央控制器通过CAN通讯接口连接。\n[0006] 本发明的有益效果如下：\n[0007] 一、采用一个中央控制器同时控制两个轨道交通安全门，所述两个门同时启动、同时关闭，因此有轨道交通安全门定位准确，易于控制的优点。\n[0008] 二、采用的直流无刷电动机输出的转矩、转速只与控制电压有关，保证控制轨道交通安全门的直流无刷电动机输出的力矩、转速。\n[0009] 三、采用了直流无刷永磁电动机，由于永磁转子上的永磁材料磁能积大，在同样功率输出情况下，体积较小，所耗功率也较小。直流无刷电动机的转子为高性能钕铁硼磁体、无齿槽和无框结构，可以产生超大力矩和超平滑的运动，无力矩纹波。\n[0010] 四、本轨道交通安全门采用的直流无刷永磁电动机，其转子磁极为隐极式的电机，转子比较容易制造，因此有制造成本低的优点。\n[0011] 五、采用的带减速器的电机，体积小，外型美观坚固，完全适合门体结构。\n[0012] 本发明结构简单，体积小，输出功率易于调整，调节方便，能够满足自动化精度控制的要求。\n[0013] 附图说明\n[0014] 图1是本发明的方框图；\n[0015] 图2是本发明的电路原理图；\n[0016] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。\n具体实施方式\n[0017] 参见图1和图2，调节信号输入的中央控制器的PWMA输出端与一个DC/AC转换器输入端连接，带减速器的直流无刷电机A的三相分别与一个DC/AC转换器的三组晶体管连接，直流无刷电机A的输出端分别连接轨道交通安全门和位置传感器A，轨道交通安全门的输入和输出信号与中央控制器的输入端连接；调节信号输入的中央控制器的PWMB输出端与另一个DC/AC转换器输入端连接，带减速器的直流无刷电机B的三相分别与一个DC/AC转换器的三组晶体管连接，直流无刷电机B的输出端分别连接轨道交通安全门和位置传感器B，站台手动操作装置通过电连接与中央控制器的输入端连接。直流无刷电机根据中央控制器指令正转或反转，带减速机构的直流无刷电机输出所需的速度力矩，连接在直流无刷电机上的位置传感器将轨道交通安全门的输出位置信号反馈给中央控制器，中央控制器调节控制轨道交通安全门的开启和关闭。外部电源输入通过AC/DC转换器为控制器提供直流电源，直流电源正极与后级电源之间串联冲击电流保护电路(保护电路由二极管和热敏电阻构成)，AC/DC转换器的正、负级经过保护电路和滤波处理后分别与两个DC/AC转换器的输入端连接，通讯单元(通讯单元是一种协议处理部件)与中央控制器通过CAN通讯接口连接。\n[0018] 本发明采用了直流无刷电动机，其换向检测元件采用霍尔元件，直流无刷电动机采用了隐极式永磁转子，转子磁极对数为4P或6P。\n[0019] 工作时，按下操作按钮，信号输入经光电隔离和逻辑转换处理后，送入中央控制器，同时连接在直流无刷电机上的位置传感器反馈输出信号与输入信号比较送出PWMA或PWMB(脉冲宽度调制)控制信号，驱动DC/AC换流器A或B(换流器A控制电机A，换流器B控制电机B)的功率晶体管开关频率及换相的次序，控制直流无刷电动机的转速和力矩，直流无刷电动机5自带的减速器输出所需的力矩和速度。\n[0020] 直流无刷电机需要三相控制电源，因此控制部分依具需求转换输入电源的频率。\n电源部分采用交流电输入(220V/380V)，先经AC/DC转换器(converter)转成直流；再转入电机线圈前又将直流电压由晶体管组成的DA/AC转换器(inverter)变换成三相电压来驱动电机。DC/AC转换器(inverter)一般由6个功率晶体管(Q1～Q6)分为上臂(Q1、Q3、Q5)和下臂(Q2、Q4、Q6)连接电机作为控制流经电机线圈的通断开关。中央控制器提供的PWM(脉冲宽度调制)信号决定功率晶体管开关频度及换流器(inverter)换相的次序。为了使直流无刷电机使用时在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制，电机内部设置能检测磁场的霍尔传感器(hall-sensor)，作为速度闭环反馈，同时也作为了相序控制的依据。用来作为调节速度并用作精确定位控制，传感器输出轨道交通安全门到位控制信号和障碍物检测信号。\n[0021] 直流电机的转动，首先中央控制器根据电机内部霍尔传感器检测到的电机转子目前所在位置，然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器(inverter)中功率晶体管的顺序，使电流依序流经电机线圈产生顺向(或逆向)旋转磁场，并与转子的磁铁相互作用，如此就能使电机顺时/逆时转动。当电机转子转动到电机内部霍尔传感器感应出另一组信号的位置时，控制部再开启下一组功率晶体管，如此循环，电机可以依同一方向继续转动直到控制部分需要电机转子停止则关闭功率晶体管(或只开下臂功率晶体管)；同理，需要电机转子反向则功率晶体管开启顺序相反。\n[0022] 当电机转动以后，中央控制器CPU会再根据输入信号与电机内部霍尔传感器信号变化的速度加以比对(或由软件运算)再来决定由下一组(Q1、Q4或Q1、Q6或Q3、Q6或......)开关导通，以及导通时间长短。速度不够则开关导通长，速度过头则开关导通短，此部份工作就由PWMA、PWMB来完成。PWMA、PWMB是决定电机转速快或慢的方式，中央控制器CPU产生精确的PWMA、PWMB来达到较精准速度控制的目的。输入信号与连接在直流无刷电机上的位置传感器反馈输出信号决定CPU控制输出PWMA、PWMB的开启顺序，从而控制电机的正反转和停止。\n[0023] 带减速器的直流无刷电机的运行通过驱动机构带动轨道交通安全门运行。中央控制器通过直流无刷电机和位置传感器的信号，实时精确控制轨道交通安全门门体的运行，实现轨道交通安全门的柔性关闭和柔性关闭。\n[0024] 通讯单元与中央控制器通过CAN通讯接口连接。通过通讯单元，实现轨道交通安全门监视、控制功能，故障报警、数据采集与管理功能；以及轨道交通安全门系统的测试、自诊断和远程维护功能；实现通过网络读取轨道交通安全门运行速度曲线、重关门延迟时间和重关门次数等参数的功能；实现重新设置轨道交通安全门的上述参数，以便调整活动门的开关速度、时间等数据的功能。\n[0025] 系统运行有自动和手动两种工况：在自动工况，轨道交通安全门的运行由通讯单元或数字信号(开关量)控制，实时跟踪位置信号；在手动工况，轨道交通安全门的运行由站台操作装置输入信号，控制过程同上所述。\n[0026] 本实施例所述中央控制器采用XC164型号的中央控制器。\n[0027] 凡具有can控制模块、多个定时器、2个步骤比较器的中央控制器，均可以作为本发明所述中央控制器。