本發(fā)明涉及一種感應(yīng)門剎車制動(dòng)控制方法。
背景技術(shù)：
1、現(xiàn)有感應(yīng)門門體在安裝時(shí)會(huì)設(shè)定好開(kāi)關(guān)門速度，開(kāi)關(guān)門緩行速度，開(kāi)關(guān)門緩行距離參數(shù)。
2、感應(yīng)門單次開(kāi)關(guān)門過(guò)程如下：門體先以高速開(kāi)門或關(guān)門運(yùn)行，在門體接近門柱或接近閉合時(shí)(開(kāi)門緩行距離或關(guān)門緩行距離時(shí))，慣性減速低速運(yùn)行，直至門體開(kāi)門或閉門完成。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，在高速和大負(fù)載(高樓層和寬門體)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)會(huì)發(fā)熱嚴(yán)重，溫升較高，相同占空比情況下，電機(jī)轉(zhuǎn)速偏高，會(huì)出現(xiàn)開(kāi)門撞門柱或者關(guān)門時(shí)雙門互撞現(xiàn)象。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種能降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，以降低到開(kāi)關(guān)門緩行速度，從而避免撞門柱或雙門互撞的感應(yīng)門剎車制動(dòng)控制方法。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種感應(yīng)門剎車制動(dòng)控制方法，包括如下步驟：
3、(1)感應(yīng)門控制器讀取電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，計(jì)算門體運(yùn)行過(guò)程中的開(kāi)門和關(guān)門行程，在進(jìn)入開(kāi)門和關(guān)門緩行距離初剎車制動(dòng)電機(jī)，使制動(dòng)行程s小于開(kāi)關(guān)門緩行距離，使電機(jī)轉(zhuǎn)速瞬間下降到開(kāi)關(guān)門緩行速度范圍內(nèi)；
4、(2)實(shí)時(shí)采樣電機(jī)剎車過(guò)程時(shí)的母線電壓，當(dāng)母線電壓超過(guò)設(shè)定的閾值電壓時(shí)，降低電機(jī)繞組兩端的端電壓u，使電機(jī)進(jìn)入發(fā)電機(jī)模式，以使電樞電流i反向，產(chǎn)生制動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩，以使電機(jī)轉(zhuǎn)子減速。
5、本發(fā)明通過(guò)感應(yīng)門控制器讀取電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，并且計(jì)算門體運(yùn)行過(guò)程中的開(kāi)門和關(guān)門行程，在進(jìn)入開(kāi)門和關(guān)門緩行距離初，剎車制動(dòng)電機(jī)并使電機(jī)進(jìn)入發(fā)電機(jī)模式，產(chǎn)生制動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)轉(zhuǎn)速瞬間下降到開(kāi)關(guān)門緩行速度(安全速度)范圍內(nèi)，從而能降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，以降低到開(kāi)關(guān)門緩行速度，從而避免撞門柱或雙門互撞等情況發(fā)生。
6、電機(jī)剎車過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的能量，母線電壓會(huì)泵升，到達(dá)一定的電壓值會(huì)損壞感應(yīng)門控制器內(nèi)部的電子元器件；本發(fā)明降低電機(jī)繞組兩端的端電壓u，電機(jī)轉(zhuǎn)速n由于慣性不能突變，電樞電動(dòng)勢(shì)ea也不能突變，此時(shí)ea＞u，電動(dòng)機(jī)變成發(fā)電機(jī)，電樞電流i反向，產(chǎn)生制動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)轉(zhuǎn)子減速，電機(jī)和門體的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，能實(shí)現(xiàn)能量回饋，避免過(guò)高的電壓對(duì)感應(yīng)門控制器的電子元器件造成負(fù)面影響。
7、如果以電機(jī)的轉(zhuǎn)速n和電流i建立坐標(biāo)軸，n>0時(shí)，電機(jī)開(kāi)門正轉(zhuǎn)，n<0時(shí)，電機(jī)關(guān)門反轉(zhuǎn)；電機(jī)電流i>0時(shí)，表示電流從電源正端流入電機(jī)繞組驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)電流i＜0時(shí)，代表電流從電機(jī)繞組流向電源正端，電機(jī)屬于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，并能將能量回饋到母線。
8、作為優(yōu)選，在剎車制動(dòng)過(guò)程中，電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為tl(n.m)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為tb(n.m)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為j(kg.m2)，電機(jī)齒輪減速箱出軸端的角速度ω(rad/s)，則剎車制動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)方程式為
9、
10、得到角速度從ω1減速到ω2的制動(dòng)時(shí)間
11、若在制動(dòng)過(guò)程中tl和tb為常數(shù)，
12、則制動(dòng)時(shí)間
13、制動(dòng)過(guò)程中的電機(jī)的平均速度為
14、則實(shí)際的制動(dòng)行程
15、其中，gd2為電機(jī)軸上總的飛輪矩(kg.m2)；n1為開(kāi)關(guān)門速度，n2為開(kāi)關(guān)門緩行速度，tb′為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(kgf.m)，tl′為負(fù)載轉(zhuǎn)矩(kgf.m)。在實(shí)際工作中，只要保證制動(dòng)行程s＜開(kāi)關(guān)門緩行距離，即能保證門體不會(huì)出現(xiàn)開(kāi)門撞門柱或者關(guān)門時(shí)雙門互撞現(xiàn)象。
16、作為優(yōu)選，在步驟(2)中，設(shè)置母線電壓采樣電路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)母線電壓，當(dāng)母線電壓超過(guò)設(shè)定的閾值電壓時(shí)，通過(guò)降低mosfet功率管的占空比來(lái)降低電機(jī)繞組兩端的端電壓u，通過(guò)能耗電阻消耗母線電壓的泵升能量，用安全電壓和閾值電壓組成的比較器來(lái)控制mosfet功率管來(lái)開(kāi)通和關(guān)斷此能耗電阻。其中，可采用硬件級(jí)電壓比較器。本發(fā)明通過(guò)能耗電阻對(duì)母線電壓的能量進(jìn)行消耗，以減少母線電壓的泵升能量對(duì)感應(yīng)門控制器內(nèi)部的電子元器件造成的負(fù)面影響。
17、作為優(yōu)選，在步驟(2)中，電機(jī)轉(zhuǎn)子減速時(shí)將電機(jī)和門體的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，回饋到母線和并聯(lián)在母線上的儲(chǔ)能電容上。在感應(yīng)門的頻繁開(kāi)關(guān)過(guò)程中，每次剎車制動(dòng)都能回收一部分能量，這些能量可以用于后續(xù)的開(kāi)門或關(guān)門操作，從而減少了對(duì)外部電源的依賴，降低了長(zhǎng)期運(yùn)行的能源成本。儲(chǔ)能電容在能量回饋過(guò)程中起到緩沖和穩(wěn)定電壓的作用。當(dāng)母線電壓因能量回饋而升高時(shí)，儲(chǔ)能電容可以吸收多余的電能，防止電壓過(guò)高；當(dāng)母線電壓因其他原因降低時(shí)，儲(chǔ)能電容又可以釋放電能，維持母線電壓的穩(wěn)定，確保整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
18、作為優(yōu)選，在電機(jī)剎車制動(dòng)減速過(guò)程中，電機(jī)內(nèi)部的三相繞組電感u、v、w的電流方向相反，電流從三個(gè)半橋的上管v1、v2、v3流回母線電源vm和并聯(lián)在母線電源間的儲(chǔ)能電容e1。能量回饋過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)從驅(qū)動(dòng)狀態(tài)到制動(dòng)狀態(tài)的平滑過(guò)渡，減少電機(jī)在切換狀態(tài)時(shí)的沖擊和振動(dòng)，延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命，同時(shí)也能提高門體運(yùn)行的平穩(wěn)性和舒適性。
19、作為優(yōu)選，所述母線電壓采樣電路包括比較器u1和功率mosfet管q1，母線電源電壓經(jīng)過(guò)電阻r1和電阻r2分壓后進(jìn)入比較器u1的同向端，比較器u1的反相端輸入5v電壓作為比較器u1的參考電壓值；比較器采用12v電壓供電，比較器u1的輸出1腳端上拉到12v；輸出端通過(guò)電阻r6連接到功率mosfet管q1柵極，功率mosfet管q1的漏級(jí)通過(guò)放電電阻r8連接到電源v+，mosfet管q1的源級(jí)直接接地，由此組成由遲滯比較器u1觸發(fā)功率mosfet管的開(kāi)關(guān)來(lái)導(dǎo)通關(guān)斷功率電阻r8。
20、本發(fā)明具有能降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，以降低到開(kāi)關(guān)門緩行速度，從而避免撞門柱或雙門互撞的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明還具有能防止電壓泵升、能穩(wěn)定系統(tǒng)電壓、能對(duì)控制器電子元器件進(jìn)行保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。
1.一種感應(yīng)門剎車制動(dòng)控制方法，其特征在于包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)門剎車制動(dòng)控制方法，其特征在于：在剎車制動(dòng)過(guò)程中，電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為tl(n.m)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為tb(n.m)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為j(kg.m2)，電機(jī)齒輪減速箱出軸端的角速度ω(rad/s)，則剎車制動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)方程式為得到角速度從ω1減速到ω2的制動(dòng)時(shí)間若在制動(dòng)過(guò)程中tl和tb為常數(shù)，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)門剎車制動(dòng)控制方法，其特征在于：在步驟(2)中，設(shè)置母線電壓采樣電路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)母線電壓，當(dāng)母線電壓超過(guò)設(shè)定的閾值電壓時(shí)，通過(guò)降低mosfet功率管的占空比來(lái)降低電機(jī)繞組兩端的端電壓u，通過(guò)能耗電阻消耗母線電壓的泵升能量，用安全電壓和閾值電壓組成的比較器來(lái)控制mosfet功率管來(lái)開(kāi)通和關(guān)斷此能耗電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的感應(yīng)門剎車制動(dòng)控制方法，其特征在于：在步驟(2)中，電機(jī)轉(zhuǎn)子減速時(shí)將電機(jī)和門體的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，回饋到母線和并聯(lián)在母線上的儲(chǔ)能電容上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的感應(yīng)門剎車制動(dòng)控制方法，其特征在于：在電機(jī)剎車制動(dòng)減速過(guò)程中，電機(jī)內(nèi)部的三相繞組電感u、v、w的電流方向相反，電流從三個(gè)半橋的上管v1、v2、v3流回母線電源vm和并聯(lián)在母線電源間的儲(chǔ)能電容e1。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的感應(yīng)門剎車制動(dòng)控制方法，其特征在于：所述母線電壓采樣電路包括比較器u1和功率mosfet管q1，母線電源電壓經(jīng)過(guò)電阻r1和電阻r2分壓后進(jìn)入比較器u1的同向端，比較器u1的反相端輸入5v電壓作為比較器u1的參考電壓值；比較器采用12v電壓供電，比較器u1的輸出1腳端上拉到12v；輸出端通過(guò)電阻r6連接到功率mosfet管q1柵極，功率mosfet管q1的漏級(jí)通過(guò)放電電阻r8連接到電源v+，mosfet管q1的源級(jí)直接接地，由此組成由遲滯比較器u1觸發(fā)功率mosfet管的開(kāi)關(guān)來(lái)導(dǎo)通關(guān)斷功率電阻r8。