扶梯一體化疊層變頻控制器的製作方法
2023-06-08 18:58:06 2
專利名稱：扶梯一體化疊層變頻控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種扶梯用變頻控制器，特別是一種適用於自動扶梯電氣控制系統的
將變頻器的變頻部分和控制器部分整合在一起的扶梯一體化疊層變頻控制器，在為扶梯運 行提供程序控制及驅動的同時，還具備故障檢測、報告及報警等功能。
背景技術：
傳統扶梯的主控器和變頻器在機械結構上是分立的，分別安裝在扶梯的兩端。這 種結構存在著以下缺點(l)傳統扶梯的主控器和變頻器在機房中所佔空間較大，需要佔 據扶梯兩端的機房；(2)為將主控器的信號送與變頻器，需要的電纜也較長；(3)安裝起來 也不方便，需要穿過整個扶梯的長度將主控器信號連接；(4) 一旦扶梯出現故障停止運行， 由於主控器和變頻器不在同一位置，給解決問題的速度造成一定影響。而且傳統的扶梯主 控器和變頻器分別採用PLC控制，價格稍高，成本大。(5)據專利文獻報導，中國專利申請號 為2006100380256的"電梯用一體化變頻控制器"，公開的是電梯的控制功能和變頻功能集 成在一起，但是它是針對於直梯專用的一體化變頻控制器，依據它的各功能說明及結構剖 析，不能應用於扶梯。(6)中國專利申請號為2006100394776的"一種基於旁路變頻技術的 扶梯一體化變頻控制器"，公開的是採用變頻啟動，啟動後切換至工頻運行，使變頻器處於 待機狀態，這種旁路變頻的技術增加了許多硬體連接，使得故障率增加；另外切換時會造成 扶梯運行的瞬時抖動，減少了相關器件的壽命。所以現有扶梯的主控器和變頻器的機械結 構亟待改進。
發明內容
本發明的目的是為了提供一種結構設計合理的扶梯一體化疊層變頻控制器，從根 本上解決傳統扶梯變頻控制器的分立結構所帶來的佔用空間大、信號傳送電纜較長、安裝、 維修麻煩的等問題，與現有採用PLC控制的扶梯變頻控制器相比，其價格低、成本小，將變 頻器的變頻部分和控制器部分整合在一起，同時將變頻板、隔離板、10板、主控板和保護信 號板分層放置，之間用銅柱連接，既節約了佔用空間，也達到了美觀的目的，真正實現了一 體化結構。 本發明的技術方案是該一體化扶梯變頻控制器包括殼體和組裝其內的主控板、 變頻板、10板、保護信號板以及操作顯示盒，其技術要點是所述變頻板、10板、主控板和保 護信號板採用層疊方式順序放置，其間以銅柱連接在一起；在所述變頻板上方固定所述10 板，二者間通過一個連接電纜共用24V電源；在所述10板上方固定所述主控板，二者間通過 雙排插針相互連接；在所述主控板上方固定所述保護信號板，二者間通過單排插針相互連 接；所述變頻板和所述主控板通過扁平電纜相連，所述主控板與所述操作顯示盒利用通訊 電纜連接，所述主控板與所述保護信號板利用CAN通訊模塊連接，所述殼體底部設置與所 述變頻板固定的散熱片，在所述散熱片的後部設置軸流風機，所述變頻板與所述散熱片之 間固定有整流模塊和逆變模塊，所述變頻板與所述主控板之間設置隔離板相互隔開。
所述主控板上設有CPU模塊、串行通訊模塊及CAN通訊模塊，各模塊獨立覆銅且使 其間採用開關電源相互隔開，所述IO板設有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，所述保護信號板上的信號採用光耦隔離和多級濾波，所述變頻板採 用集成的整流模塊、IPM模塊，所述操作顯示盒採用通訊和仿真集成在一起的9針接口。
本發明的優點和產生的積極的技術效果是由於本發明將變頻器的變頻部分和控 制器部分整合在一起，同時把變頻板、10板、主控板和保護信號板採用獨創的層疊方式，之 間用銅柱連接，順序放置在同一殼體內，所以從根本上解決了傳統扶梯變頻控制器的分立 結構所帶來的佔用空間大、信號傳送電纜較長、安裝、維修麻煩等問題，與現有採用PLC控 制的扶梯變頻控制器相比，其價格低、成本小，既減少了佔用空間，也達到了美觀的目的，真 正實現了一體化結構。同時還有利於散熱，實現了端子一側放置的優點。變頻板和主控板 通過扁平電纜相連，扁平電纜作為信號傳送電纜所需要長度較短。變頻板和主控板的層疊 結構使安裝和維修都非常方便，不必跨越整個扶梯，非常適用於自動扶梯電氣控制系統。
圖1是本發明的一種總裝結構示意圖。 圖中序號說明1殼體、2隔離板、3單排插針、4I0板、5主控板、6保護信號板、7銅 柱、8操作顯示盒、9通訊電纜、10逆變模塊、11雙排插針、12整流模塊、13散熱片、14連接電 纜、15扁平電纜、16變頻板、17軸流風機。
具體實施例方式
根據圖1對本發明作詳細描述。該扶梯一體化疊層變頻控制器克服了現有的變頻 器和控制器結構上獨立的缺點，將變頻器的變頻部分和控制器部分整合在一起，放在同一 個電子殼體內，既節約了空間，也達到了變頻的目的，真正做到了"一體化"。它包括殼體1、 組裝在殼體l內的主控板5、變頻板16、 IO(輸入輸出)板4、保護信號板6，操作顯示盒8， 散熱片13，軸流風機17及其連接部件等。其中主控板5、變頻板16、 10板4、保護信號板6 等待插裝元器件的電路板，即PCB(印刷電路板)板，採用整條或整版塊的形式，各PCB板間 通過相應長度的銅柱7連接。這既達到了層疊的目的，節省了佔用空間，有利於散熱，又具 有實現端子一側放置的優點。為此，將該控制器的變頻板16、10板4、主控板5和保護信號 板6分別按塊以層疊的方式，利用銅柱7順序連接固定在一起，放置在殼體1內。
在所述散熱片的後部設置軸流風機，所述變頻板與所述散熱片之間固定有整流模 塊和逆變模塊，所述變頻板與所述主控板之間設置隔離板相互隔開。 殼體前半部分的底部設置散熱片13，並利用銅柱7與變頻板16固定。變頻板16 上方利用銅柱7固定有10板4，且通過一個2針連接電纜14與IO板共用24V電源，10板 4上方利用銅柱7固定有主控板5， 10板4與主控板5 二者間且通過40針雙排插針11相 互連接。主控板5上方利用銅柱7固定有信號保護板6， 二者間通過6針單排插針3相互連 接。變頻板16和主控板5通過26針扁平電纜15相連，主控板5與殼體1外側的操作顯示 盒8利用RS232通訊電纜9連接，主控板5與保護信號板6利用CAN通訊模塊(控制器局 域網模塊，一個串行接口 )連接，殼體的後半部分放置兩個軸流風機，變頻板與散熱片之間 設置有整流模塊和逆變模塊，整流模塊和逆變模塊均固定在變頻板下方。為使整流模塊和逆變模塊的底面在同一水平面上，根據變頻板上整流模塊和逆變模塊的位置及高度，對散 熱片的相應位置做了銑處理。為防止來自變頻板上高頻電流的電磁幹擾，在變頻板與主控 板之間設置隔離板將兩者相互隔開。從該一體化扶梯變頻控制器的外觀上看，變頻板上共 有10個端子，10板上開關量輸入共有24個端子，開關量輸出共有24個端子，保護信號板 上共有30個端子，這些端子均設置在一體化變頻控制器的前側。 主控板5上設置有CPU(中央控制單元)模塊、串行通訊模塊及CAN通訊模塊，這 三部分模塊通過開關電源的連接及獨立覆銅達到了消除相互幹擾的目的，在當前技術基礎 上大大提高了抗電磁幹擾能力。10板4包括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，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。保護信號 板6上的信號採用光耦隔離和多級濾波，與當前技術相比，提高了輸入信號的準確性。變頻 板16採用集成的整流模塊、IPM模塊替代原有的分散元件，不僅節省了空間，還提高了控制 的精度。操作顯示盒8採用通訊和仿真集成在一起的9針接口 ，既方便了通訊，也方便了仿 真，大大提高了效率。 所述的一體化扶梯變頻控制器的主控板上主要元件有CPU模塊、串行通訊模塊和 CAN通訊模塊組成，這三部分通過開關電源的連接及獨立覆銅達到了消除相互幹擾的目的， 在當前技術基礎上大大提高了抗電磁幹擾能力。所述的io板包括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，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。所述的保護板上的信號採用光耦隔離和多級濾波，與當前技術相比，提高了 輸入信號的準確性。所述的變頻板採用集成的整流模塊、IPM模塊替代原有的分散元件，不 僅節省了空間，還提高了控制的精度。所述的操作顯示盒採用通訊和仿真集成在一起的9 針接口 ，既方便了通訊，也方便了仿真，大大提高了效率。 所述主控板上設有CPU模塊、串行通訊模塊及CAN通訊模塊，各模塊之間採用開 關電源相互隔開，相對獨立供電，並且各模塊獨立覆銅，這樣各模塊的"地"線就是相對獨立 的，達到了各模塊間信號相互消除幹擾的目的。所述IO板設有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，採用多級濾波，以增加採集輸入信號的正確性，採用 繼電器輸出以更好地起到IO板上的CPU輸出信號和外部輸出信號更好的隔離作用。所述 保護信號板上的輸入信號採用光耦隔離和多級濾波，採用光耦隔離以確保外部信號幹擾不 會影響到保護板上CPU的工作，採用多級濾波以確保採集輸入信號的準確性。所述變頻板 採用集成的整流模塊、IPM模塊，便於變頻器發生故障時更換，而且節省了空間，提高了控制 的精度。所述操作顯示盒採用通訊和仿真集成在一起的9針接口，這樣既充分利用了 9針 接口的資源，也避免了仿真時重新拆裝操作顯示盒，提高了工作效率。 本發明採用全變頻技術，無論扶梯在啟動還是正常運行的情況下，都採用變頻技 術驅動電機運行。通過採用電眼延時時間設定，扶梯運行相應時間後便會轉為停止、慢速運 行一段時間後停止或者慢速運行狀態(通過操作顯示盒菜單可以設置無人方式為無人停、 無人慢停或者無人慢行。如果設置無人慢停，則可以通過設置菜單的慢停延時來設定扶梯 無人慢停的低速運行時間)，這樣設置的結果可能同樣達到節能的效果，同時也節省了旁路 變頻需要的硬體連接，降低了成本，也避免了變頻和工頻交替切換帶來的額外故障率。對電 機的過電流保護分過流1段、過流2段和過流3段，以更好地對電機出現過流時進行有效的 分析；除了電機的過壓保護，還有電機的低壓保護信號，以便更全面地了解電機出現故障時的情況。另外本發明對來自保護信號板的任何一個故障可以進行屏蔽處理，可以通過設置 操作顯示盒的相應菜單實現，這樣針對不同生產通知單實現了通用性。
權利要求
一種扶梯一體化疊層變頻控制器，包括殼體和組裝其內的主控板、變頻板、IO板、保護信號板以及操作顯示盒，其特徵在於所述變頻板、IO板、主控板和保護信號板採用層疊方式順序放置，其間以銅柱連接在一起；在所述變頻板上方固定所述IO板，二者間通過一個連接電纜共用24V電源；在所述IO板上方固定所述主控板，二者間通過雙排插針相互連接；在所述主控板上方固定所述保護信號板，二者間通過單排插針相互連接；所述變頻板和所述主控板通過扁平電纜相連，所述主控板與所述操作顯示盒利用通訊電纜連接，所述主控板與所述保護信號板利用CAN通訊模塊連接，所述殼體底部設置與所述變頻板固定的散熱片，在所述散熱片的後部設置軸流風機，所述變頻板與所述散熱片之間固定有整流模塊和逆變模塊，所述變頻板與所述主控板之間設置隔離板相互隔開。
2. 根據權利要求1所述的扶梯一體化疊層變頻控制器，其特徵在於所述主控板上設 有CPU模塊、串行通訊模塊及CAN通訊模塊，各模塊獨立覆銅且使其間採用開關電源相互隔開，所述io板設有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，所述保護信號板上的信號採用光耦隔離和多級濾波，所述變頻板採用集成的整流模塊、IPM模 塊，所述操作顯示盒採用通訊和仿真集成在一起的9針接口 。
全文摘要
一種扶梯一體化疊層變頻控制器，從根本上解決傳統扶梯變頻控制器的分立結構所帶來的佔用空間大、信號傳送電纜較長、安裝維修麻煩等問題。其技術要點是變頻板、IO板、主控板和保護信號板採用層疊方式順序放置，殼體前半部分放置固定有變頻板的散熱片，變頻板上方固定有IO板且通過一個連接電纜與IO板共用24V電源，IO板上方固定有主控板且通過雙排插針相互連接，主控板上方固定有信號保護板且通過單排插針相互連接，變頻板和主控板通過扁平電纜相連，主控板與操作顯示盒利用通訊電纜連接，與保護信號板利用CAN通訊模塊連接，殼體的後半部分放置軸流風機，變頻板與散熱片之間固定有整流模塊和逆變模塊。適用於自動扶梯電氣控制系統。
文檔編號B66B25/00GK101700852SQ20091018742
公開日2010年5月5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, 馮興梅, 崔玉石, 李振才, 秦衛東, 谷雲松, 齊富國 申請人:瀋陽博林特電梯有限公司