一种外转子直驱伺服电机、电梯吊笼门以及控制方法技术

本发明专利技术涉及一种外转子直驱伺服电机、电梯吊笼门以及控制方法。所述电机包括编码器组件、转子组件和电枢绕组组件；所述电枢绕组组件固定于中心轴；所述转子组件可旋转地固定于所述中心轴；所述电枢绕组组件的位置在所述转子绕组的内孔中；所述转子组件包括外周为齿轮结构的外齿圈；所述编码器组件包括编码器线路板和编码器信号磁铁；所述编码器线路板包括编码器芯片，所述编码器芯片为非接触式磁场感应传感器；所述编码器线路板固定于所述中心轴，所述编码器信号磁铁跟随所述转子组件旋转。本发明专利技术通过齿轮齿条将直驱电机的旋转运动转换为吊笼门的直线运动，从而实现对吊笼门的自动控制。控制。控制。

【技术实现步骤摘要】
一种外转子直驱伺服电机、电梯吊笼门以及控制方法


[0001]本专利技术涉及电机以及控制技术，具体涉及一种外转子直驱伺服电机、电梯吊笼门以及控制方法。

技术介绍

[0002]施工电梯的轿厢有两道门，一道门用于进物料时打开，称为进料门，一道门用于出物料时打开，称为出料门，这两道门统称为吊笼门。现有技术中施工电梯的吊笼门都需要依靠人工打开和关闭，不仅需要消耗工人体力，而且工作效率极其低下，不符合当前行业发展需求。
[0003]在现有技术中，也有一些通过控制系统对施工电梯进行控制的技术方案，但是一般都是通过安装传感器配合控制系统实现的，例如，通过传感器监控施工电梯的相关的运行位置、运行速度或者极限位置等，由于增加了传感器，也增加了系统的复杂度，增加了系统的成本和不稳定性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术公开了一种外转子直驱伺服电机、电梯吊笼门以及控制方法。
[0005]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种外转子直驱伺服电机，包括编码器组件、转子组件和电枢绕组组件；所述电枢绕组组件固定于中心轴；所述转子组件可旋转地固定于所述中心轴；所述电枢绕组组件的位置在所述转子绕组的内孔中；所述转子组件包括外周为齿轮结构的外齿圈；所述编码器组件包括编码器线路板和编码器信号磁铁；所述编码器线路板包括编码器芯片，所述编码器芯片为非接触式磁场感应传感器；所述编码器线路板固定于所述中心轴，所述编码器信号磁铁跟随所述转子组件旋转。
[0007]其进一步的技术方案为：在所述中心轴的第一端固定有编码器支架；所述编码器线路板固定于所述编码器支架。
[0008]其进一步的技术方案为：所述编码器线路板上的编码器芯片的中心和所述编码器信号磁铁的中心相对；所述编码器信号磁铁为圆盘形；垂直于所述编码器信号磁铁的圆盘平面且过所述编码器信号磁铁的一条直径的面为分界面，所述分界面的两侧分别为所述编码器信号磁铁的N极和S极。
[0009]其进一步的技术方案为：所述转子组件的两侧分别固定有第一端盖和第二端盖；所述第一端盖通过第一轴承安装于所述中心轴；所述第二端盖通过第二轴承安装于所述中心轴；所述编码器信号磁铁固定于所述第一端盖，且所述编码器信号磁铁的中心与所述编码器线路板上的编码器芯片的中心相对。
[0010]其进一步的技术方案为：还包括伺服控制器；所述伺服控制器包括位置控制模块、速度控制模块和电流控制模块；所述位置控制模块的第一输入端用于接收用户指令，所述
位置控制模块的第二输入端连接于所述编码器组件的位置信号输出端；所述位置控制模块的输出端连接所述速度控制模块的第一输入端；所述速度控制模块的第二输入端连接所述编码器组件的速度信号输出端；所述速度控制模块的输出端连接所述电流控制模块的第一输入端；所述电流控制模块的第二输入端连接所述电枢绕组组件的电流采样端；所述电流控制模块的输出端控制所述电枢绕组组件的三相电流。
[0011]一种电梯吊笼门，吊笼门的侧面安装有传动齿条；在电梯的轿厢的侧面安装有如上任一项所述的电机；所述外齿圈与所述传动齿条啮合安装。
[0012]一种电梯吊笼门的自动控制方法，包括：
[0013]编码器组件监测转子组件的位置信息和速度信息；
[0014]用户输出指令；
[0015]位置控制模块读取编码器组件所输出的位置信息，计算吊笼门的当前位置；位置控制模块根据当前位置和用户指令，计算目标位置，并将所述目标位置传递至速度控制模块；
[0016]速度控制模块读取编码器组件所输出的速度信息，计算吊笼门的当前速度，目标控制模块根据目标位置和当前速度，计算目标速度，并将目标速度传递至电流控制模块；
[0017]电流控制模块读取转子组件的当前电流，并根据目标速度，计算目标电流，并将目标电流输出至转子组件。
[0018]其进一步的技术方案为：目标电流输出至转子组件后，转子组件旋转，外齿圈旋转，带动传动齿条移动，进而带动吊笼门移动。
[0019]其进一步的技术方案为：编码器组件存储转子组件的绝对位置；伺服控制器获取所述绝对位置，并计算吊笼门的极限位置，通过所述极限位置对吊笼门进行限位。
[0020]其进一步的技术方案为：还包括抗干扰过程：
[0021]吊笼门在动作过程中，伺服控制器读取编码器组件的位置信息；
[0022]吊笼门受到非正常干扰，
[0023]伺服控制器读取编码器组件受到非正常干扰时刻的实际位置信息，同时，计算编码器组件受到非正常干扰时刻的理论位置信息；
[0024]伺服控制器将理论位置信息与实际位置信息比较；
[0025]如果理论位置信息与实际位置信息的差值大于设定差值，伺服控制器控制电机反转，将吊笼门的动作过程反向。
[0026]本专利技术的有益效果如下：
[0027]本专利技术通过直驱技术、伺服控制技术以及电机和吊笼门之间的结构设计，公开了一种通过外转子直驱伺服电机控制施工电梯吊笼门自动开启关闭的机构。该机构安装在轿厢内部，通过齿轮齿条将直驱电机的旋转运动转换为吊笼门的直线运动，从而实现对吊笼门的自动控制。
[0028]1、本专利技术的结构简单巧妙，使用了直驱式的电机，无需外部减速机等其他传动机构，结构简单可靠的同时避免了其他传动机构的效率损失。
[0029]2、本专利技术中的电机的外齿圈充当齿圈结构的同时充当转子磁路，设计精妙，使得电机体积小巧，结合分数槽集中绕组设计，功率密度高，运行效率高，温升低同时又能免维护。
[0030]3、本专利技术中的伺服控制器采用基于矢量控制的电流、速度、位置三个闭环的控制系统和控制算法，系统控制更加稳定，尤其的，对于速度的闭环控制可以增加整个系统的控制性能，使得系统无需增加外部的、额外的其他调速系统，就可以既控制吊笼门上升、下降、停止，也控制吊笼门开门或关门速度。伺服控制器的算法结合正弦波矢量变频控制，机构运行平稳，噪音小。
[0031]4、本专利技术中编码器为绝对值式的编码器，无需外部传感器就能计算吊笼门的准确位置，而且能够记忆电机转子的绝对位置，伺服控制器通过计算可以计算出吊笼门的上极限位置和下极限位置，而无需在系统中安装其他外部限位信号传感器，使得吊笼结构更加简单可靠便于维护。
[0032]5、本专利技术无需借助外部传感器就能判断吊笼门的运行情况，而且可以实现异常情况的智能反转，使用更安全，避免造成工伤。
[0033]6、本专利技术所公开的电机，结合伺服控制器，容易实现智能化，电机的电子换相方式灵活。电机没有换向器，免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，特别适合用于施工升降梯行业。
附图说明
[0034]图1为本专利技术的实施例中外转子直驱伺服电机的内部结构示意图。
[0035]图2为本专利技术的实施例中外转子直驱伺服电机的侧视图。
[0036]图3为本专利技术的实施例中定子铁芯组件的结构示意图。
[0037]图4为图3中沿A
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外转子直驱伺服电机，其特征在于：包括编码器组件(4)、转子组件(2)和电枢绕组组件(3)；所述电枢绕组组件(3)固定于中心轴(9)；所述转子组件(2)可旋转地固定于所述中心轴(9)；所述电枢绕组组件(3)的位置在所述转子绕组(2)的内孔中；所述转子组件(2)包括外周为齿轮结构的外齿圈(201)；所述编码器组件(4)包括编码器线路板(402)和编码器信号磁铁(403)；所述编码器线路板(402)包括编码器芯片，所述编码器芯片为非接触式磁场感应传感器；所述编码器线路板(402)固定于所述中心轴(9)，所述编码器信号磁铁(403)跟随所述转子组件(2)旋转。2.根据权利要求1所述的外转子直驱伺服电机，其特征在于：在所述中心轴(9)的第一端固定有编码器支架(401)；所述编码器线路板(402)固定于所述编码器支架(401)。3.根据权利要求1所述的外转子直驱伺服电机，其特征在于：所述编码器线路板(402)上的编码器芯片的中心和所述编码器信号磁铁(403)的中心相对；所述编码器信号磁铁(403)为圆盘形；垂直于所述编码器信号磁铁(403)的圆盘平面且过所述编码器信号磁铁(403)的一条直径的面为分界面，所述分界面的两侧分别为所述编码器信号磁铁(403)的N极和S极。4.根据权利要求1所述的外转子直驱伺服电机，其特征在于：所述转子组件(2)的两侧分别固定有第一端盖(5)和第二端盖(6)；所述第一端盖(5)通过第一轴承(7)安装于所述中心轴(9)；所述第二端盖(6)通过第二轴承(8)安装于所述中心轴(9)；所述编码器信号磁铁(403)固定于所述第一端盖(5)，且所述编码器信号磁铁(403)的中心与所述编码器线路板(402)上的编码器芯片的中心相对。5.根据权利要求1所述的外转子直驱伺服电机，其特征在于：还包括伺服控制器(13)；所述伺服控制器(13)包括位置控制模块、速度控制模块和电流控制模块；所述位置控制模块的第一输入端用于接收用户指令，所述位置控制模块的第二输入端连接于所述编码器组件(4)的位置信号输出端；所述位置控制模块的输出端连接所述速度控制模块的第一输入端；所述速度控制模块的第二输入端连接所述编码器组件(4)的速度信号输出端；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱亚东，
申请(专利权)人：无锡新马赫动力控制有限公司，
类型：发明
国别省市：