电梯制动器静音运行控制电路

摘要

本发明涉及一种电梯制动器静音运行控制电路，包括延时电路、励磁电压脉宽调制电路、调制切换电路、维持电压脉宽调制电路、直流稳压电源、整流滤波电路、直流斩波器、续流电路、励磁电压跟踪保持电路和维持电压跟踪保持电路等部分。本发明通过脉宽调制的控制方式对施加在磁力器线圈上的直流工作电压进行直流斩波式的调整，消除了低频电磁噪声，实现了电梯制动器的静音运行，满足了无机房曳引机的制动器的使用需要，同时还消除了使用可控硅调压电路存在的各种安全隐患，并使磁力器线圈上的励磁电压和维持电压在电网电压发生变化时保持不变，工作稳定可靠。

说明书

技术领域

本发明涉及一种制动电磁铁的控制电路，具体地说是一种电梯制动器静音运行控制电路。

背景技术

电梯制动器的控制器目前多是采用可控硅移相调压的方式提供励磁电压和维持电压。这种可控硅移相调压的工作方式虽然可使电梯制动器的工作可靠性有所提高，但是，采用可控硅移相调压的工作方式，在控制电路中会产生很强的高次谐波成分，既对电网造成污染，又使电梯制动器在工作中产生较大的电磁噪声，而这种电磁噪声可以通过电梯的钢性结构和电梯井道的谐振放大而传入电梯轿箱之中。另外，控制电路的变频调压多是以工频100Hz的脉动直流电作为载波的，由于载波频率太低，使得变频后的噪声频率直接落入人耳听觉的敏感区段。

发明内容

本发明的目的就是提供一种电梯制动器静音运行控制电路，以解决电梯制动器电磁噪声大的问题，实现电梯制动器的静音运行。

本发明是这样实现的：一种电梯制动器静音运行控制电路，包括有：

直流稳压电源，分别与延时电路和调制切换电路相接，用于提供上述控制电路所需的直流电源；

延时电路，分别与所述直流稳压电源、励磁电压脉宽调制电路和调制切换电路相接，用于在延时的时间段内接通励磁电压脉宽调制电路的工作电源；

励磁电压脉宽调制电路，分别与所述延时电路和直流斩波器相接，用于产生并输出励磁电压的脉宽调制控制信号；

维持电压脉宽调制电路，分别与调制切换电路和直流斩波器相接，用于产生并输出维持电压的脉宽调制控制信号；

调制切换电路，分别与所述直流稳压电源、所述延时电路和所述维持电压脉宽调制电路相接，用于在延时电路关断励磁电压脉宽调制电路的工作电源的瞬间接通维持电压脉宽调制电路的工作电源；

整流滤波电路，与第一输出节点A相接，用于提供外接磁力器线圈所需的直流工作电压；

直流斩波器，分别与所述励磁电压脉宽调制电路、所述维持电压脉宽调制电路和第二输出节点B相接，用于对施加在外接磁力器线圈上的直流工作电压进行直流斩波；以及

续流电路，接在第一输出节点A与第二输出节点B之间，用于为外接磁力器线圈提供能量泄放的续流通道。

在本发明控制电路中，交流输入电源一路经整流滤波电路转变成磁力器线圈所需的300V左右的直流工作电压，加载到第一输出节点A，并通过直流斩波器加载到第二输出节点上，作为负载的磁力器线圈串联在第一输出节点A与第二输出节点B之间。

交流输入电源的另一路经直流稳压电源转变成控制电路所需的12V左右的直流电源，加载到延时电路和调制切换电路上。延时电路提供0.5—1秒钟（时间可调）的导通时间，使12V直流电源通过延时电路加载到励磁电压脉宽调制电路；励磁电压脉宽调制电路得电工作，输出15KHz左右占空比较大的励磁脉冲控制信号，该控制信号加在直流斩波器的控制端，使直流斩波器按照该频率对施加在磁力器线圈上的直流工作电压进行直流斩波，从而得到160—190V左右的高电位励磁电压和3—4A的励磁电流。该励磁电压和励磁电流作用于磁力器线圈，使磁力器吸合，顶开电梯制动器上的制动臂，完成电梯制动器的松闸操作。

延时电路的延时结束后，即刻关断加载到励磁电压脉宽调制电路上的工作电源，同时，调制切换电路瞬间将12V的直流电源切换到维持电压脉宽调制电路；维持电压脉宽调制电路得电工作，输出20KHz左右占空比较小的维持脉冲控制信号，该控制信号加在直流斩波器的控制端，使直流斩波器按照该频率对施加在磁力器线圈上的直流工作电压进行直流斩波，从而得到65V左右的低电位维持电压和1—1.5A的维持电流。该维持电压和维持电流作用于磁力器线圈，使磁力器处于低压保持状态，从而以达到节约电能的目的。

当交流输入电源关断时，本控制电路的输出回路随即断电，磁力器线圈失电，磁力器被释放，使电梯制动器实现上闸动作。此时磁力器线圈中的剩磁能量可以通过续流电路予以释放。

本发明控制电路还包括有：

励磁电压跟踪保持电路，分别与所述整流滤波电路和所述励磁电压脉宽调制电路相接，用于在电源电压发生波动时，使励磁电压保持稳定；以及

维持电压跟踪保持电路，分别与所述整流滤波电路和所述维持电压脉宽调制电路相接，用于在电源电压发生波动时，使维持电压保持稳定。

励磁电压跟踪保持电路和维持电压跟踪保持电路是针对交流输入电源电压变化的两个反馈电路。电源电压变化的反馈信号对应加到励磁电压脉宽调制电路和维持电压脉宽调制电路上，使励磁电压脉宽调制电路或者维持电压脉宽调制电路输出的脉宽调制控制信号的占空比，在电压升高时变小、在电压降低时变大，这样就可在电网电压波动时，通过本控制电路施加到磁力器线圈上的电压维持不变。

本发明控制电路中的所述励磁电压跟踪保持电路和所述维持电压跟踪保持电路为电压反馈电路或电流反馈电路。

本发明通过脉宽调制的控制方式对施加在磁力器线圈上的直流工作电压进行直流斩波式的调整，使直流工作电压的脉冲频率可提高到15KHz以上，超出了人类可听频率段的范围，消除了低频电磁噪声，实现了电梯制动器的静音运行，满足了无机房曳引机的制动器的使用需要；同时，以脉宽调制的控制方式取代常规的可控硅移相调压方式，还消除了使用可控硅调压电路存在的各种安全隐患。设置电压跟踪保持电路，使磁力器线圈上的励磁电压和维持电压在电网电压从160—260V之间变化时，仍能保持不变，既可做到低电压保持运行的节能模式，又克服了在电网电压较低时，容易引起的脱闸刹车对电梯乘客所造成的危害，从而有效解决了电网电压的干扰，使电梯制动器能够适应的工作电压范围加宽，工作更加稳定，控制电路的性能更加可靠。

附图说明

图1是本发明的电路框图。

图2是本发明一个实施例的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明控制电路包括延时电路1、励磁电压脉宽调制电路2、调制切换电路3、维持电压脉宽调制电路4、直流稳压电源5、整流滤波电路6、直流斩波器7、续流电路8、励磁电压跟踪保持电路10和维持电压跟踪保持电路11等部分，磁力器线圈9为外接负载电路。

直流稳压电源5的电源输出分接延时电路1和调制切换电路3，延时电路1的输出分接励磁电压脉宽调制电路2和调制切换电路3，调制切换电路3的输出接维持电压脉宽调制电路4；励磁电压脉宽调制电路2和维持电压脉宽调制电路4的输出共接直流斩波器7的控制端，直流斩波器7的输出端接本控制电路的第二输出节点B，整流滤波电路6的一路输出接本控制电路的第一输出节点A，在两个输出节点A、B之间串联作为负载的磁力器线圈9，在两个输出节点A、B之间还并联连接有续流电路8。整流滤波电路6的另两路输出分接励磁电压跟踪保持电路10和维持电压跟踪保持电路11，励磁电压跟踪保持电路10的输出端接励磁电压脉宽调制电路2，维持电压跟踪保持电路11的输出端接维持电压脉宽调制电路4。

励磁电压脉宽调制电路2和维持电压脉宽调制电路4可由振荡器、锯齿波发生器或锁存器等电路构成；励磁电压跟踪保持电路10和维持电压跟踪保持电路11可以根据具体电路结构的需要，选择电压反馈电路或是电流反馈电路。

在本控制电路中还可添加快速去剩磁电路，以快速泄放掉磁力器线圈中的剩磁，使电梯制动器快速制动。

图2给出了本发明控制电路的一个具体实现方式。

其工作方式是：220V的交流电源经过变压器T和电容C0组成的抗干扰电路后，一路经由变压器T1、全桥整流器Q1和三端稳压集成电路IC1等组成+12V直流稳压电源5，给低压控制电路供电；另一路经由全桥整流器Q2、电容C10和C11组成的高电位的整流滤波电路6的整流和滤波后，产生约300V的直流工作电压，该直流工作电压经加在磁力器线圈L与直流斩波器7的串联支路的两端。直流斩波器7由功率驱动元件BG5、6、7（或IGBT器件）及外围元件连接组成。

直流稳压电源5提供的+12V直流电源，经由电位器W1、电容C6、集成电路IC2（555芯片）和三极管BG1等连接组成的0.5—1秒可调的延时电路1，向由集成电路IC3（555芯片）、电位器W2和电容C8等连接组成的励磁电压脉宽调制电路2提供时长为0.5—1秒的工作电压，使其产生约15KHZ、占空比较大的励磁脉冲控制信号，该控制信号由集成电路IC3的3脚输出后，加在功率驱动元件BG5、6、7的栅极，使该功率驱动元件作为大功率开关管，跟随控制信号动作。由整流滤波电路6输出的+300V的直流工作电压，经磁力器线圈L后，通过功率驱动元件BG5、6、7的D极和S极入地。这样，在磁力器线圈L上就会有一个约160—190V的高电位励磁电压和3—4A的励磁电流。该励磁电压和励磁电流使电梯制动器的磁力器吸合，顶开制动器的制动臂，完成电梯制动器的松闸动作。

在0.5—1秒钟的延时结束后，延时电路1即关断向励磁电压脉宽调制电路2的供电，使其停止工作；而由运算放大器C4、三极管BG3和BG4等所组成的调制切换电路3于瞬间将+12V直流电压切换到由集成电路IC5（555芯片）、电位器W3和电容C9等连接组成的维持电压脉宽调制电路4上，使维持电压脉宽调制电路4工作，产生约20KHz、占空比较小的维持脉冲控制信号，该控制信号由集成电路IC5的3脚输出，并加在功率驱动元件BG5、6、7的栅极，使由整流滤波电路6输出并加在磁力器线圈L上的高电位直流工作电压，通过功率驱动元件BG5、6、7入地。由于此时功率驱动元件控制极上的脉冲调制控制信号的占空比较小，所以，在磁力器线圈L上就会产生一个平均电压为65V左右的低电位维持电压和1—1.5A的维持电流，该维持电压和维持电流可确保磁力器吸合后的制动器松闸状态保持不变。

励磁电压跟踪保持电路10是由电阻R17、R18、运算放大器IC6和稳压管D8等连接组成。其中，电阻R17、R18为电压取样电路，稳压管D8提供基准电压，两个电压比较后，经过运算放大器IC6输出反馈电压，加在励磁电压脉宽调制电路2中的集成电路IC3的5脚，这样就可使IC3输出的脉冲占空比，在电压升高时变小、在电压降低时变大，由此即可在电网电压发生变化时，使磁力器线圈L上的励磁电压保持不变。

同理，维持电压跟踪保持电路11是由电阻R23、R24、运算放大器IC7和稳压管D9等连接组成。它将运算放大器IC7输出的反馈电压加在集成电路IC5的5脚，使IC5输出的脉冲占空比，在电压升高时变小、在电压降低时变大，使磁力器线圈L上的励磁电压在电网电压发生变化时能够保持不变。

当交流电源被切断时（电梯的上闸操作），产生维持电压脉冲调制控制信号的IC5停止工作，功率驱动元件BG5、6、7截止，磁力器线圈L中内存的剩磁能量将由二极管D10、D11和电阻R29、R30连接组成的续流电路8消耗掉，使电梯制动器在规定时间内完成上闸动作。

本发明控制电路的参数如下：

电源电压：交流220V； 

励磁电压：170V（可调）+5%，输入电压为180—260V，脉宽调制工作频率为12—15KHz；

维持电压：65V（可调）+3%，输入电压为160—260V，脉宽调制工作频率为20—25KHz。