２００６ 年 第 １ 期

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３１・

尹志英，谢拴勤

自适应控制在电梯门机系统中的应用

ＯＥ：开门宽度，因门机规格而异，在 ３５０ ｍｍ～２４００
ｍｍ 之间。

ＥＧ：门刀开闭行程，一般为 ３５ｍｍ。
Ｏ 点：为开门的极限点。门扇运行至 Ａ 点时，

开门速度由

ｎ６ 再降至 ｎ７ 并一直保持，实际上 Ｏ

点并没有速度，只有一个维持开门的堵转力。

Ｅ 点：为关门的极限点。门扇运行至 Ｄ 点时，

电机断电，

依系统惯性停于

Ｅ 点。

Ｇ 点：为门刀打开极限点，门刀开至 Ｆ 点时电

机断电，依系统惯性停于

Ｇ 点。

Ｂ 点：开门运行时，高速转低速切换点。
Ｃ 点：关门运行时，高速转低速切换点。

４ 系统的实现

门机控制系统由计算控制电路、

键盘输入及显

示电路、

驱动和保护电路以及门机开关执行机构组

成，系统框图如图

５ 所示。其中，键盘输入及显示电

路完成人机交互功能，可对电梯门机的执行过程进
行设定；

计算控制电路根据设定参数和外部输入的

信号，完成计算及逻辑控制；而驱动和保护电路完
成系统中电机与门机的驱动，

实现门机系统的实时

故障检测与保护，

确保门机系统的安全和可靠。

电梯门机采用稀土无刷直流电机构成伺服系

统，控制器以

ＭＳＰ４３０Ｆ１４９ 单片机为核心；主电路

采用

ＩＰＭ 组成功率变换电路，实现了 ＰＷＭ 单极半

调制控制，

系统具有以下特点。

４．１ 控制电机的 ＰＷＭ 调制方式

通常

ＰＷＭ 调制采用半桥全调制，即 ６ 个功率

管中，只有上半桥的

３ 个管子参与 ＰＷＭ 调制，而

下半桥的

３ 个管子不参与 ＰＷＭ 调制。这种方法与

６ 个管子均参与 ＰＷＭ 调制的全桥全调制相比，尽
管开关损耗降低了一半，

却造成了

６ 个管子的开关

损耗不均等，即下半桥的

３ 个管子开关损耗低，上

半桥的

３ 个管子开关损耗高。为克服这一缺点，系

统采用了上半桥单极半调制的

ＰＷＭ 控制方式。

４．２ 电流反馈

电机运行时的工作电流反映了电机当前带载

情况，

并将参与速度、

电流双闭环控制。

系统中使用

的

ＩＰＭ 智能功率模块中，集成了电流反馈信号，该

信号经过调理直接送到

ＭＳＰ４３０Ｆ１４９ 的Ａ／Ｄ 采样

端口，

实现系统电流的实时反馈。

４．３ 参数掉电保护

系统在掉电或停机后，

下一次再上电运行时，

应

按照上一次的运行状态工作。因此，

系统采用串行

的

ＣＡＴ２４Ｃ０２１ 实现了参数掉电保护。ＣＡＴ２４Ｃ０２１

除了保存用户最初设置的参数外，

还将系统运行过

程中的重要实时运行数据保存起来。

ＣＡＴ２４Ｃ０２１

与

ＣＰＵ 之间采用 Ｉ

２

Ｃ 总线连接。

４．４ 驱动电路组成

逆变器采用全桥全控式，

开关元件选用高频绝

缘栅双极晶体管

ＩＧＢＴ，它既有功率 ＭＯＳＦＥＴ 高输

入阻抗、高速特性、热稳定性好和控制电路简单的
优点，

又有双极达林顿晶体管

ＧＴＲ 大电流密度、低

饱和压降、

耐压高的特点。系统选用智能功率模块

６ＭＢＰ１５ＲＨ０６０ 来驱动电机。

５ 结论

本文设计的电梯门机控制系统，

具有很好的适

应性。试验证明，该系统工作稳定、

可靠，

在关门堵

转时也能迅速地做出反应，

在各种故障发生时系统

能按预先设计的程序运行，

达到了系统设计要求。

参考文献：

［

１］靳方义，郝晓弘． 无刷直流方波电机控制特性及其伺服

系统控制策略［

Ｊ］． 微特电机，１９９９，

（

５）．

［

２］张 波，朱震莲，严仰光． 稀土永磁方波无刷直流电动机

的运行和控制特性研究［

Ｊ］． 电工技术杂志，１９９７（７）．

［

３］孙明迪，陈天才，张航挺． 单片机控制无刷直流电动机速

度伺服系统［

Ｊ］． 北京航空航天大学学报，１９９７（８）．

［

４］洪南生，吴汉光． 永磁无刷直流电机控制系统［Ｊ］． 微特电

机，

１９９７（１）．

［

５］吴慎言等． 模型参考自适应控制应用在多电机同步拖动

中的初步研究［

Ｊ］． 电气自动化，１９８９（１）．

作者简介：

尹志英 女，硕士研究生，主要从事电

力电子技术、计算机测控和飞机电

源系统方面的研究工作。

谢拴勤 男，

教授、

研究生导师，

主要从事电力电子与电力传

动技术、计算机测控、飞机电源系统及电力系统自动化方

面的教学和研究工作。

计算控制电路

键盘输入及显示电路

驱动保护电路

门开关执行机构

图

５ 门机控制系统框图

收稿日期：

２００４－ １０－ ２５