[实用新型]快速门的交流永磁同步伺服电机控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于快速门的机电控制技术领域，具体涉及一种快速门的交流永磁同步伺服电机控制系统。

背景技术

现有快速门(或快卷门)的驱动控制系统一般采用可编程逻辑控制器PLC、通用变频器和三相交流异步电机组成；系统由可编程逻辑控制器PLC接收外部控制和反馈信号，通过计算后控制变频器驱动三相交流异步电机带动卷轴运动。这种驱动方式，速度响应慢、速度变化不平滑、调速范围小、系统组成复杂。速度响应慢造成快速门的开启、关闭响应慢；速度变化不平滑造成快速门开启关闭时对整个机械传动结构的冲击比较大，降低使用寿命；调速范围小造成快速门的运行速度不够快，影响使用者的使用效率；系统组成复杂，有多个单独部件拼凑而成，容易受到外部干扰，造成整个驱动系统的工作不稳定。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种快速门运行平稳，对电机和机械传动机构冲击感小，遇障碍物停机或反转迅速的快速门的交流永磁同步伺服电机控制系统。

为实现上述目的，本实用新型提供的快速门的交流永磁同步伺服电机控制系统，包括开关电源模块、电机位置检测模块、电机电流检测模块、控制模块、电机驱动逆变桥、交流永磁同步电机、减速机、卷轴传动机构；所述开关电源模块的输入端连接有电源，所述开关电源模块的输出端连接控制模块的供电输入端和电机驱动逆变桥的供电输入端，所述控制模块的信号输出端连接电机驱动逆变桥的信号输入端，所述电机驱动逆变桥的输出端连接交流永磁同步电机的输入端，所述交流永磁同步电机输出端连接减速机的输入端，所述减速机的输出端连接卷轴传动机构的输入端；所述电机驱动逆变桥的电机相电流信号输出端连接电机电流检测模块的输入端，所述电机电流检测模块的输出端连接控制模块的输入端；所述交流永磁同步电机的电机转子位置信号输出端连接电机位置检测模块的输入端，所述电机位置检测模块的输出端连接控制模块的输入端。

在上述技术方案中，所述控制模块通过IO接口或RS485/RS232通讯接口接收的开门或关门控制命令、转子位置信号、电机电流信号后输出驱动信号至电机驱动逆变桥的驱动信号输入端。

在上述技术方案中，所述电机驱动逆变桥的电源信号输入端连接开关电源模块的310V直流电压输出端。

在上述技术方案中，所述电机驱动逆变桥的输出端连接到交流永磁同步电机的U、V、W相。

在上述技术方案中，所述交流永磁同步电机的转子通过减速机与卷轴传动机构连接，控制卷轴的正转、反转从而实现门帘或门板的上升开门、下降关门。

在上述技术方案中，所述交流永磁同步电机的电机转子位置传感器为霍尔元件位置传感器或电磁式位置传感器或光电式位置传感器。

在上述技术方案中，所述电机电流检测模块的电流检测模块为桥臂电阻采样模块或霍尔效应电流互感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：整个系统在上升开门或下降关门过程中采用区段的曲线速度设定，在启动阶段采用较低的启动速度，使启动机械冲击较小；在中间运行阶段，采用较高的运行速度加快整个开门或关门过程的时间；在缓停阶段，采用较低的缓停速度，使道门帘或门板停止平稳减小机械冲击。在整个运行过程中速度变化都是连续的，如果发生阻碍，控制系统为了达到既定的运行速度会快速增大驱动电机的工作电流，从而有一个电流突变的过程，控制模块通过电机电流检测模块检测到该过程即可判定门在运行过程中碰到阻碍，系统自动停止工作或反转，起到保护作用。

本实用新型采用开关电源和控制系统一体化设计，体积更小更稳定，采用正弦波驱动电机，转矩脉动小、速度控制更平稳精准，控制快速门在启动、运行、停止时的加、减速曲线平稳。

附图说明

图1是本实用新型快速门交流永磁同步伺服电机控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型的交流永磁同步电机(6)的磁场定向控制控制策略图；

图3是本实用新型的电机驱动逆变桥(5)主要由六个绝缘栅双极晶体管(IGBT)组成结构图；

图4是本实用新型的电机驱动逆变桥(5)的六种状态中每一状态间旋转60度电角度的基本矢量示意图；

图5是本实用新型的电机驱动逆变桥(5)的基本矢量合成新的空间电压矢量Vsref的合成示意图；

图6是本实用新型的卷轴传动机构(8)在带动门帘或门板上升、下降过程中速度采用S曲线设置示意图；