永磁电机调速电路和升降装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种永磁电机的调速方法，包括如下步骤：在永磁电机的绕组回路串联至少一个第一功耗电阻和一个受控制信号控制的高速通断的开关装置；检测永磁电机的转速，当永磁电机的转速高时，向所述开关装置发出控制信号，使得第一功耗电阻在单位时间内接通的时间长，断开的时间短；当永磁电机的转速低时，使得第一功耗电阻在单位时间内接通的时间短，断开的时间长。进一步地，在所述串联的第一功耗电阻和高速通断的开关装置的两端并联至少一个用于限速的第二功耗电阻。本实用新型专利技术还公开了采用该方法的永磁电机调速装置及升降装置。采用本实用新型专利技术，即使在没有市电供应的情况下，仍然能够对升降装置的永磁电机转速进行有效的控制。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

永磁电机调速电路和升降装置
本技术涉及永磁电机调速方法、调速电路和升降装置。特别适用于高层或超高层建筑电梯、建筑施工升降机、码头起重机、车间行车及建筑灾难发生时的群体自救逃生 设备等升降装置中采用的永磁电机调速控制。
技术介绍
现有的高层或超高层建筑电梯、建筑施工升降机、码头起重机、车间行车等升降装 置，存在如下不足1、受结构上的限制，升降装置无论是上升过程还是下降过程，均要靠外 部供电提供动力才能工作，而且耗电量很大，浪费了不少的能源。2、突发停电时，由于升降 装置不具有继续下降的功能，致使升降装置轿厢内的人员处于不安全的状态。3、当高层建 筑发生火灾时，由于停电，无法使升降装置往复升降，被困人群无法实施自救逃生。为了解决在没有市电供应的情况下，仍能实施被困人群的自救逃生。专利技术人先后 提出了 US7278, 601 (要求中国专利 CNOl 129193 的优先权)、PCT/CN2008/000402 和 PCT/ CN2009/070606 (要求中国专利申请200810065491. 2的优先权)。在上述专利申请中，专利技术 人利用永磁电机的机电能量转换原理，将装载有人员的升降装置(逃生设备)从高位向低 位下降的过程中释放出的能量(动能)用于驱动永磁电机的转子旋转产生电能并将电能主 要通过转换成热能(功耗电阻)耗散掉，当升降装置下降过程中释放出的能量速率与消耗 掉的能量速率达到平衡状态时，升降装置的下降速度不再增加，从而实现调控升降装置下 降速度的目的。但是，如何对永磁电机的下降速度进行更有效的控制以及更好地利用收集储存的 能量，仍有必要作进一步的改进。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题之一在于即使在没有动力电源供应的情况下， 仍然能够对升降装置的永磁电机转速进行有效的控制。进一步地，本技术所要解决的技术问题之二在于即使在没有任何外部电源 供应的情况下，不但能够对升降装置的永磁电机转速进行有效的控制，而且还能收集利用 升降装置从高位向低位下降过程中释放出的能量。解决上述问题的技术方案是一种永磁电机的调速电路，包括在绕组回路中串联的至少一个第一功耗电阻和 一个受控制信号控制的高速通断的开关装置，用于检测永磁电机转速的编码器，可编程控 制器，所述编码器将检测到的永磁电机转速编码后输入所述可编程控制器，所述可编程控 制器将永磁电机的转速信号转换成相应占空比的脉冲串用以控制所述开关装置的通断时 间。所述开关装置包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)和驱动器，所述可编程控制器的输 出接驱动器，所述绝缘栅双极晶体管的开关端串接所述第一功耗电阻。在所述串联的第一功耗电阻和开关端的两端并联至少一个用于限速的第二功耗 电阻。在永磁电机绕组的输出端并联有蓄电池，所述蓄电池的输出为所述编码器和可编 程控制器提供工作电源。设置一个逆变器，用于将所述蓄电池中储存的电能回馈给永磁电机绕组。一种升降装置，包括轿厢和用于控制轿厢升降的永磁电机，所述永磁电机包括绕 组回路，所述永磁电机的绕组回路包括串联的至少一个第一功耗电阻和一个受控制信号控 制的高速通断的开关装置；用于检测永磁电机转速的编码器，可编程控制器，所述编码器将 检测到的永磁电机转速编码后输入所述可编程控制器，所述可编程控制器将永磁电机的转 速信号转换成相应占空比的脉冲串用以控制所述开关装置的通断时间。所述开关装置包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)和驱动器 ，所述可编程控制器的输 出接驱动器，所述绝缘栅双极晶体管的开关端串接所述第一功耗电阻。还包括至少一个用于限速的第二功耗电阻，所述第二功耗电阻并联在所述串联的 第一功耗电阻和开关端的两端。在永磁电机绕组的输出端并联有蓄电池，所述蓄电池的输出为所述编码器和可编 程控制器提供工作电源。还包括逆变器，用于将所述蓄电池中储存的电能回馈给永磁电机绕组。还包括用于向外部输出电能的第一接口和第二接口，所述第一接口连接蓄电池； 所述第二接口连接逆变器。采用上述技术方案，本技术有益的技术效果在于1、即使在没有市电供应的情况下，通过在绕组回路中串联第一功耗电阻和受永磁 电机转速控制的高速通断的开关装置，特别是采用由绝缘栅双极晶体管(IGBT)和驱动器 构成的高速通断的开关装置，当永磁电机的转速高时，使第一功耗电阻在单位时间内接通 的时间长、断开的时间短。从而将永磁电机的转速降下来；反之，当永磁电机的转速低时， 使第一功耗电阻在单位时间内接通的时间短，断开的时间长，从而提高永磁电机的转速。从 而实现升降装置在下降过程中的速度控制，而且控制方式简单、灵活。既节约了大量的电能 (不需要动力电源)，又实现了控速下降。广泛适用于高层或超高层建筑电梯、建筑施工升 降机、码头起重机、车间行车及建筑灾难发生时的群体自救逃生设备等各种升降装置中采 用。特别适合于建筑灾难发生时的群体自救逃生设备。2、通过设置第二功耗电阻，保证了即使当高速通断的开关装置出现故障时，升降 装置仍能在第二功耗电阻所限定的速度范围内下降，保障了升降装置内的人员或物品(负 荷)在安全的速度范围内送至地面。3、通过在永磁电机绕组的输出端并联蓄电池，通过收集利用升降装置从高位向低 位下降过程中释放出的能量，为编码器和可编程控制器提供工作电源，保证了即使在没有 任何外部电源供应的情况下，不但能够对升降装置永磁电机的下降速度进行有效的控制， 而且还能储能。4、通过设置逆变器，可将所述蓄电池中储存的电能回馈给永磁电机绕组，实现了 即使在没有任何外部电源供应的情况下，仍能实现升降装置的下降或提升，特别是在建筑 灾难发生时，对于群体自救逃生的意义重大。附图说明图1是一种永磁电机绕组回路的电路结构示意图。图2是一种升降装置的结构示意图。具体实施方式下面通过具体的实施方式并结合附图对本技术做进一步详细的说明。如图1所示，一种永磁电机的调速电路，永磁电机为永磁电机2，调速电路包括绕 组回路，绕组回路包括永磁电机绕组1、整流桥2、滤波电路3、第一功耗电阻R1、第二功耗电 阻R2和绝缘栅双极晶体管(IGBT) 4，驱动器5，可编程控制器6，编码器7，蓄电池8，第一接 口 9，第二接口 10和逆变器11。第一功耗电阻Rl与绝缘栅双极晶体管4的开关端(管脚1 和管脚2)串接后再与第二功耗电阻R2并联构成等效可调电阻，由永磁电机绕组1、整流桥 2、滤波电路3和等效可调电阻构成绕组回路。通过整流桥2和滤波电路3，将负荷下降 时 带动永磁电机转动产生的三相交流电转变为直流电。由编码器7将检测到的永磁电机转速 编码后输入可编程控制器6，可编程控制器6将永磁电机的转速信号经过内部的调节算法 转换成一个与转速相匹配的一定占空比的控制脉冲串输入驱动器5，驱动器5再将输入控 制脉冲串转换成符合绝缘栅双极晶体管输入控制要求格式的控制信号，用以控制所述绝缘 栅双极晶体管4的通断时间。当IGBT的管脚1和管脚2接通时，第一功耗电阻Rl和第二 功耗电阻R2并联，等效电阻减小，相当于永磁电机加大了负载，永磁电机减速运行；当IGBT 的管脚1和管脚2断开时，第一功耗电阻断开，只有第二功耗电阻R2投入运行，等效电阻变 大，相当于永磁电机负载减小，永磁电机加速运行。在永磁电机绕组1的输出端并联有用于 收集永磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁电机的调速电路，其特征在于包括：在绕组回路中串联的至少一个第一功耗电阻和一个受控制信号控制的绝缘栅双极晶体管，用于检测永磁电机转速的编码器、可编程控制器和驱动器，所述编码器将检测到的永磁电机转速编码后输入所述可编程控制器，所述可编程控制器将永磁电机的转速信号转换成相应占空比的脉冲串输入驱动器，驱动器输出的控制信号用以控制所述绝缘栅双极晶体管的通断时间。

【技术特征摘要】
一种永磁电机的调速电路，其特征在于包括在绕组回路中串联的至少一个第一功耗电阻和一个受控制信号控制的绝缘栅双极晶体管，用于检测永磁电机转速的编码器、可编程控制器和驱动器，所述编码器将检测到的永磁电机转速编码后输入所述可编程控制器，所述可编程控制器将永磁电机的转速信号转换成相应占空比的脉冲串输入驱动器，驱动器输出的控制信号用以控制所述绝缘栅双极晶体管的通断时间。2.根据权利要求1所述的永磁电机的调速电路，其特征在于在所述串联的第一功耗 电阻和开关端的两端并联至少一个用于限速的第二功耗电阻。3.根据权利要求1或2所述的永磁电机的调速电路，其特征在于在永磁电机绕组的 输出端并联有蓄电池，所述蓄电池的输出为所述编码器和可编程控制器提供工作电源，4.根据权利要求3所述的永磁电机的调速电路，其特征在于还包括逆变器，用于将所 述蓄电池中储存的电能回馈给永磁电机绕组。5. 一种升降装置，包括轿厢和用于控制轿厢升降的永磁电机，其特征在于所述永磁 电机包括绕组回路，所述永磁电机的绕组回路包括串联的至少一个第一功耗电阻和...

【专利技术属性】
技术研发人员：白孝林，朱清明，傅涛，
申请(专利权)人：北京京普瑞科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]