電梯門屏蔽式疊層變頻控制器的製作方法

2023-09-17 10:20:30 1

專利名稱：電梯門屏蔽式疊層變頻控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電梯門變頻控制器，特別是一種在電梯轎頂安裝的具有邏輯控制功能 和變頻功能的電梯門屏蔽式疊層變頻控制器。它主要適合在電梯轎頂使用。
技術背景電梯門是電梯的重要組成部分之一，乘客在乘坐電梯時，都需要通過電梯門出入電梯 轎箱。電梯在運行過程中，由電梯主控制器發出控制指令，然後由電梯門控制器自動對電 梯門進行控制。隨著微電子技術的飛速發展，對電梯門的控制從傳統的簡單直流控制、交 流控制，發展到現今的變頻控制。現有的電梯變頻控制器有單板的、組合的，控制器的外 部接口基本都設置在主控電路板的端子上，並且外殼無屏蔽。無屏蔽外殼的電梯門控制器 在現場使用中，常受到外界的空間電磁輻射幹擾，造成電梯控制器故障死機，並且電梯井 道內的灰塵和水汽對電梯門控制器的電路板造成腐蝕和損壞。據專利文獻報導，在中國專 利號為90102973.4的"電梯自動門電腦控制器"中，公開了一種8位單片機控制器，其 採用了可控矽觸發方式，並以無屏蔽設計的直流電機控制。中國專利號為03224902.0的 "電梯門直流電機控制器"，採用的是直流門機控制器，不是變頻門機控制器。中國專利 號為200720097063.9的"矢量控制永磁同步變頻電梯門機控制器"，其設計採用單板結構， 不便於使用和維護；在控制功能方面，其只針對同步電機控制，不能對異步電機控制。目前，單板形式的電梯門變頻控制器在使用過程中，如果某個元件損壞，都必須更換 整個電路板，故其使用壽命較短；而組合形式的電梯門變頻控制器，又都採用塑料外殼， 在實際的使用中，由於電梯門的變頻控制器基本都安裝在電梯轎箱頂部，電梯井道內灰塵、 油漬、或淋水都容易對其造成永久性損壞。在檢修的過程中，同樣也非常容易被損壞。因 此，目前的使用都是在其外部安裝金屬防護外殼，這樣做又給接線帶來了不便，每次接線 時都需要將金屬防護外殼拆下，給調試、維護帶來很多不變，並且外部增設的金屬外殼也 增加了電梯成本。 發明內容本發明的目的是為了提供一種結構設計合理的電梯門屏蔽式疊層變頻控制器，從根本 上解決現有的電梯門控制器無屏蔽外殼、易損壞、調試維護不便等問題，其整體結構設計 布置合理，與傳統設計相比提高了使用性能、降低了成本、提高了工作效率，安裝、維護 方便，在滿足電梯門變頻控制功能的基礎上，外殼具備屏蔽功能，顯著提高防護等級。本發明所採用的技術方案是:該電梯門屏蔽式疊層變頻控制器包括帶有外部接口插座3的殼體及組裝在殼體內的功率驅動板、主控電路板、人機互動電路板和散熱片，其技術要 點是所述殼體採用鍍鋅板焊接結構的表面噴塗的屏蔽外殼，且與其底部設置的所述散熱 片形成完整的屏蔽空間，所述功率驅動板利用絕緣支柱固定在所述散熱片上表面，且所述 散熱片與所述功率驅動板上的大功率發熱元件直接接觸，所述主控電路板通過絕緣支柱及 連接導線與所述功率驅動板連接，所述人機互動電路板固定組裝在所述主控電路板的上表 面，設置於所述屏蔽外殼上的外部接口插座通過連接導線與所述主控電路板和所述功率驅 動板分別連接。
所述主控電路板上設置有通過數據總線連接及獨立覆銅的CPU模塊、人機互動模塊、 10模塊和系統保護模塊，所述10模塊採用多級濾波的開關量輸入模塊和繼電器輸出的開 關量輸出模塊。
所述功率驅動板採用集成的線性電源模塊、整流模塊、IPM模塊，所述線性電源模 塊獨立且隔離了控制電源和驅動電源。
所述人機互動電路板將鍵盤和顯示數碼管集成在一起，且通過單排針與所述主控電路 板緊密連接。
所述屏蔽外殼與所述散熱片通過螺釘緊固連接。
本發明的優點和所產生的積極的技術效果是由於本發明的殼體採用鍍鋅板焊接結構 的表面噴塗的屏蔽外殼，且與其底部設置的散熱片形成完整的屏蔽空間，通過屏蔽外殼與 散熱片的組合，能夠非常有效的保護其內部電子器件免受周圍電磁幹擾(EM I )和射頻 幹擾(R F I )，該外殼設計達到IP43防護等級。功率驅動板的四周採用絕緣支柱與散熱
片連接，散熱片與功率驅動板上的大功率發熱元件直接接觸，主控電路板通過絕緣支柱及 連接導線與功率驅動板連接，人機互動電路板固定組裝在主控制板的上面，這種疊層設計 給調試、維修提供了極大的方便。調試的過程可以單板實現，拆裝過程簡單，在實際的使 用中，如果出現故障可以將故障的電路板單獨更換，給故障排除及維修帶來方便。屏蔽外
殼與散熱片通過螺釘緊固連接，控制器外部接口插座為AMP防護插座，安裝在屏蔽外殼 側面，給外部接線提供很大方便。屏蔽外殼本體具有很高的強度，能夠承受200公斤的重 物，因此安裝在電梯轎箱頂部，即節省了空間又節約了材料。本發明的外殼屏蔽設計屏蔽 能力強，防護等級高，用戶現場使用時不需要另外增加外殼，減少了使用成本。其結構疊 層設計可以直接更換有問題的電路板，而不必因部分問題將整個控制器的電路板整板拋 棄，故從根本上解決現有的電梯門控制器無屏蔽外殼、易損壞、調試維護不便的問題，具 有非常的實用價值。
另外，可以使主控電路板上的CPU模塊、人機互動模塊、IO模塊和系統保護模塊通 過數據總線連接及獨立覆銅，從而能達到消除相互幹擾的目的。因此，在現有技術的基礎
4上大大提高了抗電磁幹擾能力。如果其中IO模塊採用多級濾波的開關量輸入模塊和繼電 器輸出的開關量輸出模塊，就能實現既與外界起到了隔離作用，也提高了輸入輸出信號的 準確性。還可以使功率驅動板採用集成的線性電源模塊、整流模塊、IPM模塊替代原有 的分散元件，這不僅節省了空間，而且提高了控制的精度。其中獨立的線性電源模塊可以 保證控制電源和驅動電源的隔離，能在現有技術基礎上大大提高抗電磁幹擾和線路脈動幹 擾的能力。人機互動電路板可以將鍵盤和顯示數碼管集成在一起，通過單排針與主控電路 板緊密連接，人機互動電路板固定組裝在主控電路板的上面，屏蔽外殼與散熱片通過螺釘 緊固連接，這些簡單實用的設計，既方便了操作，也方便了觀察，大大提高了工作效率。
以下結合附圖對本發明作進一步描述。


圖1是本發明的一種具體結構的立體分解示意圖。
圖中序號說明l屏蔽外殼、2人機互動電路板、3主控電路板、4絕緣支柱、5功率 驅動板、6絕緣支柱、7連接導線、8外部接口插座、9散熱片。
具體實施例方式
根據圖l對本發明作詳細描述。本發明由帶有外部接口插座8的殼體及組裝在殼體內 的功率驅動板5、主控電路板3、人機互動電路板2、散熱片9、絕緣支柱4、外部接線端 子及相應標準件等組成。其中殼體採用鍍鋅板焊接結構的表面噴塗屏蔽外殼l，且與其 底部設置的散熱片9形成完整的屏蔽空間，這種設計能夠非常有效的保護其內部電子器件 免受周圍電磁幹擾(EM I )和射頻幹擾(RF I )，該屏蔽外殼1的設計能達到IP43 防護等級。屏蔽外殼1作為控制器上蓋，散熱片9作為控制器底座，屏蔽外殼1與散熱片 9通過螺釘緊固連接，以便於安裝與維護。如果不設置這種屏蔽外殼l，在並道內的門機 變頻控制器，極其容易受到外界電磁信號的幹擾。屏蔽外殼l在使用時接地，能夠有效處 理電磁幹擾信號，保證內部電路正常工作。功率驅動板5利用絕緣支柱6固定在散熱片9 上表面，且使散熱片9與功率驅動板5上的大功率發熱元件直接接觸，其目的是使功率驅 動板5上的大功率發熱元件通過底座散熱片9實現散熱的作用。功率驅動板5採用集成的 線性電源模塊、整流模塊、IPM模塊，線性電源模塊獨立且隔離了控制電源和驅動電源。 主控電路板3通過絕緣支柱4固定在功率驅動板5上，且利用連接導線7與功率驅動板5 連接。主控電路板3上設有通過數據總線連接及獨立覆銅的CPU模塊、人機互動模塊、 10模塊和系統保護模塊，10模塊採用多級濾波的開關量輸入模塊和繼電器輸出的開關量 輸出模塊。人機互動電路板2固定組裝在主控電路板3的上表面。人機互動電路板2將鍵 盤和顯示數碼管集成在一起，且通過單排針與主控電路板3緊密連接。外部接口插座8 採用AMP插座，設置於屏蔽外殼1側面,且通過連接導線6與主控電路板3和功率驅動板5分別連接。這種設計能夠提高連接導線6連接部位的牢固程度和防護等級，同時這種設 計，在安裝時方便快捷，只需要將插頭與插座連接，避免產生現有採用端子技術的接線復 雜、不規範的問題。
主控電路板3的CPU模塊採用市售的SPMC75F2413A，該CPU模塊集成了多功能 I/O 口、同步和異步串行口、 ADC、定時計數器等功能模塊，以及多功能捕獲比較模塊、 BLDC電機驅動專用位置偵測接口 、兩相增量編碼器接口 、產生各種電機驅動波形的PWM 發生器等特殊硬體模塊。利用這些硬體模塊支持，完成電梯門屏蔽式疊層變頻控制器的自 動控制。人機互動模塊與CPU模塊的A[8-13]接口連接，採用低功耗喚醒功能模式，將 CPU模塊的功耗降低到最低，與傳統的掃描方式對人機互動模塊的處理相比較，這種方 式在很大程度上降低了系統的功耗，同時增強了系統的抗電磁幹擾能力。IO模塊與CPU 模塊的D[4-10]接口連接，IO模塊的輸入信號採用多級濾波處理，並且在IO模塊的輸出 端採用光電藕合器隔離，實現了輸入輸出信號的電氣隔離，輸出信號通過光電隔離器和繼 電器，連接到外部AMP端子上，與傳統的信號處理方式比較，這種電路設計具有較強的 抗電磁幹擾能力，增強了系統的穩定性。系統保護模塊與CPU模塊的A
接口連接， 通過設置CPU模塊的A
，將其設置為高速AD轉換輸入功能，實現對電機電壓、電 流信號的實時採樣功能和電機控制保護功能，與傳統的分散式設計相比，集成度更高，系 統處理速度更快、抗電磁幹擾能力更強。
主控電路板3通過連接器將CPU模塊的C[9-15]接口和5V電源與功率驅動板5的IPM 驅動模塊和集成線性電源模塊連接，電機控制信號由CPU模塊通過軟體實現，然後通過 CPU模塊的C[9-15]及連接器，與功率驅動板5的高速光電隔離器連接，高速光電隔離器 的輸出端與IPM模塊連接，集成線性電源模塊為主控電路板3提供獨立的5V電源，同時 為IPM模塊提供獨立的上、下橋臂工作電源，這種設計與傳統設計比較，在IPM供電電 源方面，上、下橋臂獨立，保證IPM模塊在高速開關時的電壓穩定可靠，同時各橋臂電 壓隔離，減少了線路輻射幹擾，增強了整機抗電磁幹擾能力。
本發明的整體設計提高了控制器性能、降低了成本、增加了工作效率。
權利要求
1、一種電梯門屏蔽式疊層變頻控制器，包括帶有外部接口插座的殼體及組裝在殼體內的功率驅動板、主控電路板、人機互動電路板、散熱片，其特徵在於所述殼體採用鍍鋅板焊接結構的表面噴塗的屏蔽外殼，且與其底部設置的所述散熱片形成完整的屏蔽空間，所述功率驅動板利用絕緣支柱固定在所述散熱片上表面，且所述散熱片與所述功率驅動板上的大功率發熱元件直接接觸，所述主控電路板通過絕緣支柱及連接導線與所述功率驅動板連接，所述人機互動電路板固定組裝在所述主控電路板的上表面，設置於所述屏蔽外殼上的外部接口插座通過連接導線與所述主控電路板和所述功率驅動板分別連接。
2、 根據權利要求l所述的電梯門屏蔽式疊層變頻控制器，其特徵在於所述主控電 路板上設置有通過數據總線連接及獨立覆銅的CPU模塊、人機互動模塊、IO模塊和系統 保護模塊，所述IO模塊採用多級濾波的開關量輸入模塊和繼電器輸出的開關量輸出模塊。
3、 根據權利要求l所述的電梯門屏蔽式疊層變頻控制器，其特徵在於所述功率驅 動板採用集成的線性電源模塊、整流模塊、IPM模塊，所述線性電源模塊獨立且隔離了 控制電源和驅動電源。
4、 根據權利要求l所述的電梯門屏蔽式疊層變頻控制器，其特徵在於所述人機交 互電路板將鍵盤和顯示數碼管集成在一起，且通過單排針與所述主控電路板緊密連接。
5、 根據權利要求l所述的電梯門屏蔽式疊層變頻控制器，其特徵在於所述屏蔽外 殼與所述散熱片通過螺釘緊固連接。
全文摘要
本發明涉及一種電梯門屏蔽式疊層變頻控制器，解決了現有的電梯門控制器無屏蔽外殼、易損壞、調試維護不便等問題。包括帶有外部接口插座的殼體及組裝在殼體內的功率驅動板、主控電路板、人機互動電路板和散熱片，其技術要點是殼體為屏蔽外殼，且與其底部設置的散熱片形成完整的屏蔽空間，功率驅動板利用絕緣支柱固定在散熱片上表面，且散熱片與功率驅動板上的大功率發熱元件直接接觸，主控電路板通過絕緣支柱及連接導線與功率驅動板連接，人機互動電路板固定組裝在主控電路板的上表面，設置於屏蔽外殼上的外部接口插座通過連接導線與主控電路板和功率驅動板分別連接。其整機結構合理，外殼具有屏蔽功能，顯著提高防護等級，安裝維護方便。
文檔編號B66B13/14GK101648666SQ20091018742
公開日2010年2月17日 申請日期2009年9月18日 優先權日2009年9月18日
發明者侯連君, 磊 張, 李振才, 宇 苗, 谷雲松, 金東光, 徵 黃 申請人:瀋陽博林特電梯有限公司