基于PMSM的电梯门机控制系统设计

摘要

为满足日益提高的民众生活和经济发展的需求,城市高层建筑和大型公共场所越来越多,于此同时作为配套设备的电梯行业也在迅猛发展。电梯门机控制系统作为电梯系统的重要组成部分,其性能和可靠性与用户的人身安全息息相关。本文从国内外电梯门机控制系统发展趋势和应用需求出发,研究设计了一种基于永磁同步电机的电梯门机控制系统。
　　本文分析了电梯行业的发展概况以引出课题的研究意义,以直驱式门机为例介绍了门机系统的机械组成和工作原理,总结了电梯门机系统的国内外研发现状和发展趋势,目前基于永磁同步电机的直驱式门机系统以其效率高、故障率低、工作性能好的优点逐渐成为发展主流。在以上分析的基础上,对电梯门机控制系统功能进行了需求设计,电梯门机控制系统功能主要可分为门机工作速度曲线计算、门机工作环境自适应功能、门机安全保护功能和门机信息交互功能四大部分,文中给出了各功能的设计方案与实现方法;分析了控制对象永磁同步电机的数学模型和基于转子磁场定向的矢量控制算法基本原理和实现方案,其中电机编码器采用高可靠性的旋转编码器,针对旋转编码器精度较低的问题给出了用于低精度编码器下速度检测的实现方案;完成了控制系统的软硬件设计,详细介绍了系统硬件设计方案和软件实现流程图,并给出了系统的实验波形。
　　实验数据表明本系统设计方案合理可靠,系统运行效果良好,满足了合作方的要求。

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1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 电梯门机系统的介绍

1.3 国内外研究概况

1.4 本文主要内容及结构安排

2 门机控制系统功能设计

2.1 门机工作速度曲线设计

2.2 门机工作环境自适应设计

2.3 门机安全保护功能设计

2.4 门机信息交互功能设计

3 门机电机控制方案设计

3.1 矢量控制算法研究

3.2 速度检测方案设计

4 控制系统软硬件设计

4.1 系统硬件设计

4.2 系统软件设计

5 实验结果及分析

5.1 实验环境介绍

5.2 EMI测试波形

5.3 正常开关门曲线

5.4 慢速开关门曲线

5.5 力矩保护开关门曲线

5.6 速度检测实验波形

6 总结和展望

致谢

参考文献