本發(fā)明涉及一種感應(yīng)門剎車制動控制方法。
背景技術(shù)：
1、現(xiàn)有感應(yīng)門門體在安裝時會設(shè)定好開關(guān)門速度，開關(guān)門緩行速度，開關(guān)門緩行距離參數(shù)。
2、感應(yīng)門單次開關(guān)門過程如下：門體先以高速開門或關(guān)門運行，在門體接近門柱或接近閉合時(開門緩行距離或關(guān)門緩行距離時)，慣性減速低速運行，直至門體開門或閉門完成。但在實際運行過程中，在高速和大負(fù)載(高樓層和寬門體)運行時，電機會發(fā)熱嚴(yán)重，溫升較高，相同占空比情況下，電機轉(zhuǎn)速偏高，會出現(xiàn)開門撞門柱或者關(guān)門時雙門互撞現(xiàn)象。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種能降低電機轉(zhuǎn)速，以降低到開關(guān)門緩行速度，從而避免撞門柱或雙門互撞的感應(yīng)門剎車制動控制方法。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種感應(yīng)門剎車制動控制方法，包括如下步驟：
3、(1)感應(yīng)門控制器讀取電機的實時轉(zhuǎn)速，計算門體運行過程中的開門和關(guān)門行程，在進入開門和關(guān)門緩行距離初剎車制動電機，使制動行程s小于開關(guān)門緩行距離，使電機轉(zhuǎn)速瞬間下降到開關(guān)門緩行速度范圍內(nèi)；
4、(2)實時采樣電機剎車過程時的母線電壓，當(dāng)母線電壓超過設(shè)定的閾值電壓時，降低電機繞組兩端的端電壓u，使電機進入發(fā)電機模式，以使電樞電流i反向，產(chǎn)生制動電磁轉(zhuǎn)矩，以使電機轉(zhuǎn)子減速。
5、本發(fā)明通過感應(yīng)門控制器讀取電機的實時轉(zhuǎn)速，并且計算門體運行過程中的開門和關(guān)門行程，在進入開門和關(guān)門緩行距離初，剎車制動電機并使電機進入發(fā)電機模式，產(chǎn)生制動電磁轉(zhuǎn)矩，使電機轉(zhuǎn)速瞬間下降到開關(guān)門緩行速度(安全速度)范圍內(nèi)，從而能降低電機轉(zhuǎn)速，以降低到開關(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、電機剎車過程中，會產(chǎn)生大量的能量，母線電壓會泵升，到達一定的電壓值會損壞感應(yīng)門控制器內(nèi)部的電子元器件；本發(fā)明降低電機繞組兩端的端電壓u，電機轉(zhuǎn)速n由于慣性不能突變，電樞電動勢ea也不能突變，此時ea＞u，電動機變成發(fā)電機，電樞電流i反向，產(chǎn)生制動電磁轉(zhuǎn)矩，使電機轉(zhuǎn)子減速，電機和門體的機械能轉(zhuǎn)換成電能，能實現(xiàn)能量回饋，避免過高的電壓對感應(yīng)門控制器的電子元器件造成負(fù)面影響。
7、如果以電機的轉(zhuǎn)速n和電流i建立坐標(biāo)軸，n>0時，電機開門正轉(zhuǎn)，n<0時，電機關(guān)門反轉(zhuǎn)；電機電流i>0時，表示電流從電源正端流入電機繞組驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，電機電流i＜0時，代表電流從電機繞組流向電源正端，電機屬于發(fā)電機狀態(tài)，并能將能量回饋到母線。
8、作為優(yōu)選，在剎車制動過程中，電機的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為tl(n.m)，制動轉(zhuǎn)矩為tb(n.m)，轉(zhuǎn)動慣量為j(kg.m2)，電機齒輪減速箱出軸端的角速度ω(rad/s)，則剎車制動過程中的運動方程式為
9、
10、得到角速度從ω1減速到ω2的制動時間
11、若在制動過程中tl和tb為常數(shù)，
12、則制動時間
13、制動過程中的電機的平均速度為
14、則實際的制動行程
15、其中，gd2為電機軸上總的飛輪矩(kg.m2)；n1為開關(guān)門速度，n2為開關(guān)門緩行速度，tb′為制動轉(zhuǎn)矩(kgf.m)，tl′為負(fù)載轉(zhuǎn)矩(kgf.m)。在實際工作中，只要保證制動行程s＜開關(guān)門緩行距離，即能保證門體不會出現(xiàn)開門撞門柱或者關(guān)門時雙門互撞現(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時監(jiān)測母線電壓，當(dāng)母線電壓超過設(shè)定的閾值電壓時，通過降低mosfet功率管的占空比來降低電機繞組兩端的端電壓u，通過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控制mosfet功率管來開通和關(guān)斷此能耗電阻。其中，可采用硬件級電壓比較器。本發(fā)明通過能耗電阻對母線電壓的能量進行消耗，以減少母線電壓的泵升能量對感應(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，電機轉(zhuǎn)子減速時將電機和門體的機械能轉(zhuǎn)換成電能，回饋到母線和并聯(lián)在母線上的儲能電容上。在感應(yīng)門的頻繁開關(guān)過程中，每次剎車制動都能回收一部分能量，這些能量可以用于后續(xù)的開門或關(guān)門操作，從而減少了對外部電源的依賴，降低了長期運行的能源成本。儲能電容在能量回饋過程中起到緩沖和穩(wěn)定電壓的作用。當(dāng)母線電壓因能量回饋而升高時，儲能電容可以吸收多余的電能，防止電壓過高；當(dāng)母線電壓因其他原因降低時，儲能電容又可以釋放電能，維持母線電壓的穩(wěn)定，確保整個系統(tǒng)的正常運行。
18、作為優(yōu)選，在電機剎車制動減速過程中，電機內(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)在母線電源間的儲能電容e1。能量回饋過程可以實現(xiàn)電機從驅(qū)動狀態(tài)到制動狀態(tài)的平滑過渡，減少電機在切換狀態(tài)時的沖擊和振動，延長電機的使用壽命，同時也能提高門體運行的平穩(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)過電阻r1和電阻r2分壓后進入比較器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；輸出端通過電阻r6連接到功率mosfet管q1柵極，功率mosfet管q1的漏級通過放電電阻r8連接到電源v+，mosfet管q1的源級直接接地，由此組成由遲滯比較器u1觸發(fā)功率mosfet管的開關(guān)來導(dǎo)通關(guān)斷功率電阻r8。
20、本發(fā)明具有能降低電機轉(zhuǎn)速，以降低到開關(guān)門緩行速度，從而避免撞門柱或雙門互撞的優(yōu)點，本發(fā)明還具有能防止電壓泵升、能穩(wěn)定系統(tǒng)電壓、能對控制器電子元器件進行保護的優(yōu)點。
1.一種感應(yīng)門剎車制動控制方法，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)門剎車制動控制方法，其特征在于：在剎車制動過程中，電機的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為tl(n.m)，制動轉(zhuǎn)矩為tb(n.m)，轉(zhuǎn)動慣量為j(kg.m2)，電機齒輪減速箱出軸端的角速度ω(rad/s)，則剎車制動過程中的運動方程式為得到角速度從ω1減速到ω2的制動時間若在制動過程中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時監(jiān)測母線電壓，當(dāng)母線電壓超過設(shè)定的閾值電壓時，通過降低mosfet功率管的占空比來降低電機繞組兩端的端電壓u，通過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控制mosfet功率管來開通和關(guān)斷此能耗電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的感應(yīng)門剎車制動控制方法，其特征在于：在步驟(2)中，電機轉(zhuǎn)子減速時將電機和門體的機械能轉(zhuǎn)換成電能，回饋到母線和并聯(lián)在母線上的儲能電容上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的感應(yīng)門剎車制動控制方法，其特征在于：在電機剎車制動減速過程中，電機內(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)過電阻r1和電阻r2分壓后進入比較器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；輸出端通過電阻r6連接到功率mosfet管q1柵極，功率mosfet管q1的漏級通過放電電阻r8連接到電源v+，mosfet管q1的源級直接接地，由此組成由遲滯比較器u1觸發(fā)功率mosfet管的開關(guān)來導(dǎo)通關(guān)斷功率電阻r8。